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霍爾式/磁電式/光電式轉速傳感工作原理和應用

2023年01月09日 12:37:46      來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量：28

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轉速傳感器和構成轉速測量系統，為方便儀表人深入了解轉速傳感器，昌暉儀表以圖文形式介紹霍爾式轉速傳感器、磁電式轉速傳感器和光電式轉速傳感原理和應用。

霍爾式轉速傳感器
由霍爾開關集成傳感器和磁性轉盤組成，霍爾式轉速傳感器的各種不同結構如圖1所示。將磁性轉盤的輸入軸與被測轉軸器相連，當被測轉軸轉動時，磁性轉盤便隨之轉動，固定在磁性轉盤附近的霍爾開關集成傳感器便可在每一個小磁鐵通過時產生一個相應的脈沖，檢測出單位時間的脈沖數，便可知道被測對象的轉速。磁性轉盤上的小磁鐵數目的多少，將決定傳感器的分辨率。
霍爾式轉速傳感器結構

霍爾式轉速傳感器結構

磁電式轉速傳感器
磁電式轉速傳感器的結構如圖2所示。它是由磁鐵、線圈、磁盤等組成。在磁盤上加工有齒形凸起，磁盤裝在被測轉軸上，與轉軸一起旋轉。當轉軸旋轉時，磁盤的凹凸齒形將引起磁盤與磁鐵間氣隙大小的變化，從而使磁鐵組成的磁路中磁通量隨之發生變化。有磁路通過的感應線圈，當磁通量發生突變時，會感應出一定幅度的脈沖電勢，其頻率為：
 f=(Z×n)/60
公式中f為頻率，單位Hz；Z為磁輪的齒數；n為磁輪的轉數，單位rad/min。
磁電式轉速傳感器的結構
 
光電式轉速傳感器
常見的光電式轉速傳感器有直射式和反射式兩種。直射式輸入軸與待測軸相接，光通過開孔圓盤和縫隙板照射在光敏元件上。開孔盤旋轉一周，光敏元件接受光的次數等于盤上的開孔數。若開孔數為m，記錄過程時間為t秒，總脈沖數為N，則轉速為：
n=(60×N)/(m×t)；單位r/min

反射型的光電傳感器如圖3所示。其前端部分采用光纖封裝，適應微小物體，特別是微小旋轉體的測量。由于傳感器內裝有光源(LED)、感光元件(光電晶體管)以及放大器等，所以體積設計得很小，使用方便。光源是經過頻率調制的，所以抗干擾性強，還有狀態顯示，可供用戶測量時確認工作狀態。振蕩回路用來產生一個調制頻率來點亮光源發光二極管，采用不穩定多諧振蕩方式，振蕩頻率約為7kHz，脈寬約25μs。

反射型光電傳感器原理

從光源發射出來的脈沖光，經過被檢測物體的反射，被傳感器的光電晶體管所接受，然后經過交流放大器，被放大到適當的電平后，進行檢波和積分，再轉換成直流電壓信號。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。狀態指示燈也是，輸出高電平Hi時，LED點亮，輸出低電平Lo時， LED不亮，以作為狀態確認用。

光電轉速傳感器跟配套使用，檢測范圍可達10000r/min，誤差為1r/min。

轉速傳感器應用舉例
1、霍爾傳感器測量轉速
圖4所示是兩種不同結構的霍爾轉速傳感器。用圖示的方法設置磁體，使磁性轉盤的輸入軸與被測轉軸相連，霍爾傳感器固定在磁性轉盤附近。當被測轉軸轉動時，磁性盤隨之轉動，磁體每經過霍爾傳感器一次，霍爾傳感器便輸出一個相應的電壓脈沖。檢出單位時間的脈沖數，便可求出被測轉速。例如，在車輪轉軸上裝上磁體，在靠近磁體位置上裝上霍爾傳感器，即可制成車速表和里程表等。
霍爾傳感器測量轉速

2、光電式傳感器測轉速
圖5為光電轉速表的工作原理圖。圖5(a)在待測轉軸上固定一個帶孔的調制圓盤，在調制圓盤的一邊由發光元件產生恒定光，光透過盤上的小孔到達由光敏二極管組成的光敏轉換器上，轉換成相應的電脈沖信號。若圓盤上開10個小孔，則旋轉一周，光線透過小孔10次，輸出10個脈沖信號，孔越多，測量的分辨率孔，則旋轉一周，光線透過小孔10次，輸出10個脈沖信號，孔越多，測量的分辨率越高。測速也可以采用反射式，只要用白紙畫上黑道的圓紙貼在旋轉體上即可，如圖5(b)所示，圖中的1是待測轉盤，2是發光元件，3是光敏轉換器。
光電轉速表的工作原理圖

以上就是轉速傳感器工作原理的相關內容，如果大家對轉速傳感器在實際工況的應用感興趣，可在評論區留言，小編會給大家編輯您喜歡的文章。
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