德國易福門(mén)IFM速度傳感器的分類(lèi)及原理

速度傳感器是什么

      傳感器（sensor）是一種將非電量（如速度、壓力）的變化轉變?yōu)殡娏孔兓脑?，根據轉換的非電量不同可分為壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等，是進(jìn)行測量、控制儀器及設備的零件、附件。

　　velocity在機器人自動(dòng)化技術(shù)中，旋轉運動(dòng)速度測量較多，而且直線(xiàn)運動(dòng)速度也經(jīng)常通過(guò)旋轉速度間接測量。例如：測速發(fā)電機可以將旋轉速度轉變成電信號，就是一種速度傳感器。測速機要求輸出電壓與轉速間保持線(xiàn)性關(guān)系，并要求輸出電壓陡度大，時(shí)間及溫度穩定性好。測速機一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測速機的勵磁方式可分為他勵式和永磁式兩種，電樞結構有帶槽的、空心的、盤(pán)式印刷電路等形式，其中帶槽式為常用。

速度傳感器種類(lèi)較多，比較常見(jiàn)的有磁電式、光電式、霍爾式速度傳感器。

一、磁電式速度傳感器

       磁電式傳感器原理圖

磁電式速度傳感器是汽車(chē)中常用的傳感器類(lèi)型之一。

該型傳感器一般由磁鐵和帶有線(xiàn)圈繞組的鐵芯組成；

當信號盤(pán)的齒谷及齒頂交替經(jīng)過(guò)帶有永磁鐵及線(xiàn)圈的傳感器時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，使線(xiàn)圈產(chǎn)生一個(gè)正弦感應電壓，

電壓強度及頻率與轉速有關(guān)，轉速越高，感應電動(dòng)勢越強，磁電式速度傳感器本身就相當于一個(gè)交流發(fā)電機，所以，磁電式速度傳感器產(chǎn)生的是交流電。

由于該電壓由兩者互感生成，所以安裝間隙不宜過(guò)大，一般在0.3-2mm之間。

該型傳感器常用在發(fā)動(dòng)機的曲軸及凸輪軸上，用做計算發(fā)動(dòng)機的轉速及判缸之用，有些自動(dòng)變速箱上的車(chē)速傳感器也采用這種形式的傳感器。

二、霍爾式速度傳感器

    霍爾式速度傳感器是利用霍爾效應原理制成的傳感器。

霍爾效應就是當電流通過(guò)磁場(chǎng)中半導體基片（霍爾元件）并且電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電荷在磁場(chǎng)力的作用下向一側偏移，

在垂直于電流與磁場(chǎng)的霍爾元件的橫向側面上即產(chǎn)生一個(gè)與電流和磁場(chǎng)成正比的電壓，這個(gè)電壓就稱(chēng)為霍爾電壓。

原理如下圖所示：

霍爾式傳感器也是通過(guò)信號盤(pán)經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)使霍爾元件的磁場(chǎng)強度改變來(lái)產(chǎn)生的脈沖電壓，

由于霍爾式傳感器產(chǎn)生的信號強度比較小，所以在傳感器內部加有放大電路。

霍爾元件必須有一個(gè)參考電壓及工作回路才能正常工作，

在汽車(chē)上參考電壓一般都是5V，

所以在汽車(chē)上的霍爾速度傳感器一般有三根線(xiàn)，分別是：

5V電源、回路及信號線(xiàn)。

霍爾式傳感器也是汽車(chē)中常用的傳感器類(lèi)型之一。

三、光電效應式速度傳感器

透光型光電式傳感器

光電式傳感器有透光型和反光型傳感器，

主要就是由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成，

      汽車(chē)中常用透光型光電傳感器，當帶有孔隙的信號盤(pán)轉動(dòng)時(shí)，由發(fā)光二極管發(fā)出的光間斷性照射在光敏晶體管上，光敏晶體管對光的敏感性*，當有光照射到光敏晶體管上時(shí)，光敏二極管產(chǎn)生電壓，當光被信號盤(pán)上不帶孔的部位遮擋住時(shí)則光敏晶體管電壓為0。

該型傳感器可以裝在汽油機的分電器上，也可以裝在凸輪軸上。

磁電式轉速傳感器的動(dòng)作原理

如圖7所示，葉輪的葉片邊緣貼有反射膜，流體流動(dòng)時(shí)帶動(dòng)葉論旋轉，頁(yè)輪每轉動(dòng)一周光纖傳輸反光一次，產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號?？捎蓹z測到的脈沖數，計算出流速。使脈沖數與葉輪轉速再與流速建立關(guān)系。利用標定曲線(xiàn)V=kn+c計算流速V。其中：k為變換系數：c為預置值，n為葉輪轉速?？蓪⑷~輪的轉速直接換算成流速。

［2］光電風(fēng)速傳感器

圖8示出，風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)速計旋轉，經(jīng)齒輪傳動(dòng)后帶動(dòng)凸輪成比例旋轉。光纖被徒輪輪番遮斷形成一串光脈沖，經(jīng)光電管轉換成定信號，經(jīng)計算可檢測出風(fēng)速。

非接觸式旋轉速度傳感器壽命長(cháng)，無(wú)需增加補償電路。但脈沖當量不是距離（mm）整數倍，因此速度運算相對比較復雜。

旋轉式速度傳感器的性能可歸納如下：

（1）傳感器的輸出信號為脈沖信號，其穩定性比較好，不易受外部噪聲干擾，對測量電路無(wú)特殊要求。

（2）結構比較簡(jiǎn)單，成本低，性能穩定可靠。功能齊全的微機芯片，使運算變換系數易于獲得，故目前速度傳感器應用極為普遍。

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