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电磁感应转速传感器应用非常广泛,本课件介绍其工作原理。
传感器采用电磁感应原理,在被测轴端安装一个软磁性铁质齿轮,齿轮与被测物体同轴旋转,在齿轮的外圆周安装探头,见图1。探头由一个圆柱形永磁体铁芯与线圈组成,线圈绕在铁芯上,当齿轮的齿对着探头时,铁芯的磁通变大,当齿轮的齿槽对着探头时,铁芯的磁通变小。
当齿轮旋转时,铁芯的磁通周期变化,在探头磁通增大时线圈输出正脉冲,在探头磁通减小时线圈输出负脉冲,经整形放大器输出方波脉冲信号,见图1。
图1--电磁感应转速传感器原理
探头每转过一个齿就输出一个方波脉冲,脉冲频率与齿轮转速成正比。图中齿轮为20齿,若转速为每秒80转,输出脉冲频率为1600Hz,这就是测量转速的原理。
为了测出旋转方向,还要增加一个探头,两个探头相对齿的位置相差1/4个齿距,两个探头产生的脉冲就会相差1/4个周期。当齿轮正向旋转时脉冲1比脉冲2落后1/4周期,见图2。
图2--电磁感应转速传感器(正向旋转)
当齿轮反向旋转时脉冲2比脉冲1落后1/4周期,见图3。
图3--电磁感应转速传感器(反向旋转)
通过对两个脉冲的相位比较,就知道旋转方向了。
电磁感应传感器也可以测量直线运动速度,只需把齿轮换为齿条即可。
电磁感应传感器的优点是简单,对温度变化等环境条件要求不高,无需提供电源,工作稳定可靠。
电磁感应传感器的缺点是无法测量低转速,因为速度很低时,探头磁通变化率太小,线圈感应电势太小,不能正确测量;当然速度太高超出工作频率范围也无法工作。采用磁敏电阻传感器可以解决这个问题
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