德國易福門IFM速度傳感器的分類及原理

   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(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓脑?，根?jù)轉(zhuǎn)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，是進行測量、控制儀器及設備的零件、附件。

　　velocity在機器人自動化技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)運動速度測量較多，而且直線運動速度也經(jīng)常通過旋轉(zhuǎn)速度間接測量。例如：測速發(fā)電機可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速間保持線性關系，并要求輸出電壓陡度大，時間及溫度穩(wěn)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(jié)構(gòu)有帶槽的、空心的、盤式印刷電路等形式，其中帶槽式為常用。

速度傳感器種類較多，比較常見的有磁電式、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中常用的傳感器類型之一。

該型傳感器一般由磁鐵和帶有線圈繞組的鐵芯組成；

當信號盤的齒谷及齒頂交替經(jīng)過帶有永磁鐵及線圈的傳感器時，就會產(chǎn)生一個交變磁場，使線圈產(chǎn)生一個正弦感應電壓，

電壓強度及頻率與轉(zhuǎn)速有關，轉(zhuǎn)速越高，感應電動勢越強，磁電式速度傳感器本身就相當于一個交流發(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大，一般在0.3-2mm之間。

該型傳感器常用在發(fā)動機的曲軸及凸輪軸上，用做計算發(fā)動機的轉(zhuǎn)速及判缸之用，有些自動變速箱上的車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磁場中半導體基片（霍爾元件）并且電流方向與磁場方向垂直時，電荷在磁場力的作用下向一側(cè)偏移，

在垂直于電流與磁場的霍爾元件的橫向側(cè)面上即產(chǎn)生一個與電流和磁場成正比的電壓，這個電壓就稱為霍爾電壓。

原理如下圖所示：

霍爾式傳感器也是通過信號盤經(jīng)過傳感器時使霍爾元件的磁場強度改變來產(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(nèi)部加有放大電路。

霍爾元件必須有一個參考電壓及工作回路才能正常工作，

在汽車上參考電壓一般都是5V，

所以在汽車上的霍爾速度傳感器一般有三根線，分別是：

5V電源、回路及信號線。

霍爾式傳感器也是汽車中常用的傳感器類型之一。

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，

      汽車中常用透光型光電傳感器，當帶有孔隙的信號盤轉(zhuǎn)動時，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，光敏二極管產(chǎn)生電壓，當光被信號盤上不帶孔的部位遮擋住時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(zhuǎn)速傳感器的動作原理

如圖7所示，葉輪的葉片邊緣貼有反射膜，流體流動時帶動葉論旋轉(zhuǎn)，頁輪每轉(zhuǎn)動一周光纖傳輸反光一次，產(chǎn)生一個電脈沖信號?？捎蓹z測到的脈沖數(shù)，計算出流速。使脈沖數(shù)與葉輪轉(zhuǎn)速再與流速建立關系。利用標定曲線V=kn+c計算流速V。其中：k為變換系數(shù)：c為預置值，n為葉輪轉(zhuǎn)速。可將葉輪的轉(zhuǎn)速直接換算成流速。

［2］光電風速傳感器

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

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

旋轉(zhuǎn)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(wěn)定性比較好，不易受外部噪聲干擾，對測量電路無特殊要求。

（2）結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低，性能穩(wěn)定可靠。功能齊全的微機芯片，使運算變換系數(shù)易于獲得，故目前速度傳感器應用極為普遍。

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