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    介紹磁電式轉速傳感器的工作原理

    更新時(shí)間:2021-09-01   點(diǎn)擊次數:1284次
      磁電式轉速傳感器采用磁電感應原理實(shí)現測速,當齒輪旋轉時(shí),通過(guò)傳感器線(xiàn)圈的磁力線(xiàn)發(fā)生變化,在傳感器線(xiàn)圈中產(chǎn)生周期性的電壓,其幅度與轉速有關(guān),轉速越高輸出電壓越高(0~a段),輸出頻率與轉速成正比。
      由霍爾開(kāi)關(guān)集成傳感器和磁性轉盤(pán)組成,霍爾式轉速傳感器的各種不同結構。將磁性轉盤(pán)的輸入軸與被測轉軸相連,當被測轉軸轉動(dòng)時(shí),磁性轉盤(pán)便隨之轉動(dòng),固定在磁性轉盤(pán)附近的霍爾開(kāi)關(guān)集成傳感器便可在每一個(gè)小磁鐵通過(guò)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應的脈沖,檢測出單位時(shí)間的脈沖數,便可知道被測對象的轉速。磁性轉盤(pán)上的小磁鐵數目的多少,將決定傳感器的分辨率。
      磁電式傳感器有時(shí)也稱(chēng)作電動(dòng)式或感應式傳感器,它只適合進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量。由于它有較大的輸出功率,故配用電路較簡(jiǎn)單零位及性能穩定利用其逆轉換效應可構成力(矩)發(fā)生器和電磁激振器等。根據電磁感應定律,當W匝線(xiàn)圈在均恒磁場(chǎng)內運動(dòng)時(shí),設穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通為Φ,則線(xiàn)圈內的感應電勢e與磁通變化率dΦ/dt有如下關(guān)系:根據這一原理,可以設計成變磁通式和恒磁通式兩種結構型式,構成測量線(xiàn)速度或角速度的磁電式傳感器。下圖所示為分別用于旋轉角速度及振動(dòng)速度測量的變磁通式結構。變磁通式結構(a)旋轉型(變磁))(b)平移型(變氣隙)其中磁鐵1(俗稱(chēng)\"磁鋼\")與線(xiàn)圈4均固定,動(dòng)鐵心3(銜鐵)的運動(dòng)使氣隙5和磁路磁阻變化,引起磁通變化而在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應電勢,因此又稱(chēng)變磁阻式結構。變磁式結構在恒磁通式結構中,工作氣隙中的磁通恒定,感應電勢是由于磁鐵與線(xiàn)圈之間有相對運動(dòng)--線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生。這類(lèi)結構有兩種,如下圖所示。恒磁通式結構(a)動(dòng)圈式(b)動(dòng)鐵式圖中的磁路系統由圓柱形磁鐵和極掌、圓筒形磁軛及空氣隙組成。氣隙中的磁場(chǎng)均勻分布,測量線(xiàn)圈繞在筒形骨架上,經(jīng)膜片彈簧懸掛于氣隙磁場(chǎng)中。當線(xiàn)圈與磁鐵間有相對運動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應電勢e為式中B--氣隙磁通密度(T)l--氣隙磁場(chǎng)中有效匝數為W的線(xiàn)圈總長(cháng)度(m)為l=laW(la為每匝線(xiàn)圈的平均長(cháng)度)v--線(xiàn)圈與磁鐵沿軸線(xiàn)方向的相對運動(dòng)速度(ms-1)。當傳感器的結構確定后,式(5-2)中B、la、W都為常數,感應電勢e僅與相對速度v有關(guān)。傳感器的靈敏度為為提高靈敏度,應選用具有磁能積較大的磁鐵和盡量小的氣隙長(cháng)度,以提高氣隙磁通密度B增加la和W也能提高靈敏度,但它們受到體積和重量、內電阻及工作頻率等因素的限制。為了保證傳感器輸出的線(xiàn)性度,要保證線(xiàn)圈始終在均勻磁場(chǎng)內運動(dòng)。設計者的任務(wù)是選擇合理的結構形式、材料和結構尺寸,以滿(mǎn)足傳感器基本性能要求。

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