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速度傳感器原理
電磁式轉(zhuǎn)速傳感器的動(dòng)作原理■
外配檢測(cè)齒輪型電磁式轉(zhuǎn)速傳感器，通常是將傳感器頭靠近安裝在旋轉(zhuǎn)軸上檢測(cè)齒輪的齒頂端，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸帶著齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器就會(huì)感應(yīng)出與轉(zhuǎn)速成比例的頻率信號(hào)。因?yàn)閭鞲衅魇怯捎纉iu磁鐵、線圈和U型磁鋼組成的，當(dāng)磁性物體靠近 U 型磁鋼時(shí)，線圈內(nèi)的磁通量就會(huì)發(fā)生變化，在線圈兩端建立起一個(gè)其頻率與磁通量成比例變化的誘導(dǎo)電壓。磁通量隨著頻率
f = 轉(zhuǎn)速(r/min)×齒數(shù)／60(Hz)
而波動(dòng)，作為傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)被輸出出來(lái)。
這種傳感器的特點(diǎn)是一，構(gòu)造簡(jiǎn)單；二，不要電源；三，體積小、不占地方；四，不需維修保養(yǎng)，測(cè)量的可靠性高，因此被大量地應(yīng)用在各種工業(yè)場(chǎng)所。
內(nèi)裝檢測(cè)齒輪型電磁式轉(zhuǎn)速傳感器，是通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸連接在一起，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生其頻率與轉(zhuǎn)速成比例的信號(hào)。 傳感器由永jiu磁鐵、檢測(cè)齒輪、內(nèi)齒輪等構(gòu)成，形成一個(gè)封閉的檢測(cè)磁場(chǎng)回路。當(dāng)檢測(cè)齒輪隨著傳感器的軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量就發(fā)生變化，在線圈兩端建立起一個(gè)其頻率與磁通量成比例變化的誘導(dǎo)電壓。磁通量隨著頻率
f = 轉(zhuǎn)速(r/min)×齒數(shù)／60(Hz)
而波動(dòng)，作為傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)被輸出出來(lái)。
■磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的動(dòng)作原理■
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，主要是利用磁阻元件來(lái)做轉(zhuǎn)速測(cè)量的。磁阻元件有一個(gè)特性，就是其阻抗值會(huì)隨著磁場(chǎng)的強(qiáng)弱而變化。通常磁電式傳感器內(nèi)裝有磁性鐵，使傳感器預(yù)先帶有一定的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬的檢測(cè)齒輪靠近傳感元件時(shí)，齒輪的齒頂與齒谷所產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化使得傳感元件的磁阻抗也跟著變化。但是磁阻元件的阻抗值隨溫度變化很大，用一個(gè)磁阻元件測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，溫漂影響非常厲害，這使磁阻元件的應(yīng)用受到很大的限制?？墒俏覀冃∫皽y(cè)器的傳感器卻不同，它采用了 2 個(gè)磁阻元件，不僅補(bǔ)償了溫度的影響，還大大地增強(qiáng)了傳感器的靈敏度。
上圖所示是磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的原理圖，由兩個(gè)磁阻元件和兩個(gè)電阻構(gòu)成的電橋回路，其差動(dòng)輸出信號(hào)即檢測(cè)信號(hào)被取出后直接送到 DC放大器進(jìn)行放大。這里簡(jiǎn)單地把框圖再說(shuō)明一下。為了調(diào)整兩個(gè)磁阻元件的阻抗差異，電橋回路里還加入了可調(diào)電位器作為阻抗的平衡調(diào)整。平衡電橋的輸出接 DC放大器。若檢測(cè)用齒輪采用漸開(kāi)線齒輪時(shí)，輸出波形幾乎和正弦波差不離。信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后，被送到整形回路進(jìn)行整形，使其變成上沿和下沿跳變得更快的矩形波。輸出回路采用集電極輸出，輸出阻抗約為 330Ω 左右。指示器LED會(huì)隨著輸出波形的Hi、Lo變換而點(diǎn)滅。整個(gè)電路由 5V 電壓驅(qū)動(dòng)，電路內(nèi)有 5V 電壓輸出的執(zhí)行器。電源的輸入電壓與其他傳感器相同，為DC12V±2V。磁阻元件被封裝在傳感器的頂端，考慮到安裝時(shí)有方向性，所以在傳感器上標(biāo)有位置對(duì)準(zhǔn)的記號(hào)。
■ 光電式轉(zhuǎn)速傳感器的動(dòng)作原理 ■
LG-916 其實(shí)是一個(gè)反射型的光電開(kāi)關(guān)。傳感器的先端部分采用光纖封裝，適應(yīng)微小物體，特別是微小旋轉(zhuǎn)體的測(cè)量。 由于傳感器內(nèi)裝有光源(LED)、感光元件(光電晶體管)、以及放大器等，所以體積設(shè)計(jì)的很小，使用方便。光源是經(jīng)過(guò)頻率調(diào)制的，所以抗干擾性強(qiáng)，還有狀態(tài)顯示，可供用戶測(cè)量時(shí)確認(rèn)工作狀態(tài)。振蕩回路是用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制頻率來(lái)點(diǎn)亮光源發(fā)光二極管，采用不穩(wěn)定多諧振蕩方式，振蕩頻率約為7kHz，脈寬約 25μs。
從光源發(fā)射出來(lái)的的脈沖光，經(jīng)過(guò)被檢測(cè)物體的反射，被傳感器的光電晶體管所接受，然后經(jīng)過(guò)交流放大器，被放大到適當(dāng)?shù)碾娖胶?，進(jìn)行檢波和積分，再轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)。 然后是波形整形，與一定的直流電壓相比較，高于此值，輸出為Hi，低于此值，輸出為 Lo。狀態(tài)指示燈也是，輸出高電平Hi時(shí)，LED 點(diǎn)亮，輸出低電平時(shí)，LED 不亮，以作為狀態(tài)確認(rèn)用。