磁電傳感器轉速測量

1、轉子實驗臺轉子實驗臺- -磁電式轉速傳感器測量磁電式轉速傳感器測量 主要內容主要內容1. .傳感器工作原理傳感器工作原理2. .實驗測量實驗測量1. .傳感器工作原理傳感器工作原理 磁電式轉速傳感器是利用電磁電式轉速傳感器是利用電磁磁感應來測量物體轉速的，屬于非接感應來測量物體轉速的，屬于非接觸式轉速測量觸式轉速測量 根據(jù)法拉第電磁感應定律根據(jù)法拉第電磁感應定律磁通量變化可以產(chǎn)生感應電動勢，磁通量的變化可由磁鐵與線圈磁通量變化可以產(chǎn)生感應電動勢，磁通量的變化可由磁鐵與線圈之間的相對變化和磁路中的磁阻變化引起，因此磁電式轉速傳感之間的相對變化和磁路中的磁阻變化引起，因此磁電式轉速傳感器分為器分為

2、變磁通式變磁通式和和恒磁通式恒磁通式兩種結構型式。兩種結構型式。 在恒磁通式結構中，工作氣隙中的磁通恒定，感應電勢是由于永在恒磁通式結構中，工作氣隙中的磁通恒定，感應電勢是由于永久磁鐵與線圈之間有相對運動久磁鐵與線圈之間有相對運動線圈切割磁力線而產(chǎn)生。分為線圈切割磁力線而產(chǎn)生。分為兩種形式，如圖兩種形式，如圖2（a）、（）、（b）， 圖圖2 (a) 線圈不動，磁鐵運動線圈不動，磁鐵運動 (b) 線圈運動，磁鐵不動線圈運動，磁鐵不動感應電動勢與線圈相對磁鐵運動線速度或角速度正比感應電動勢與線圈相對磁鐵運動線速度或角速度正比 變磁通式結構中，永久磁鐵與線圈均固定，動鐵心的運動使氣隙變磁通式結構中，

3、永久磁鐵與線圈均固定，動鐵心的運動使氣隙和磁路磁阻變化，引起磁通變化而在線圈中產(chǎn)生感應電勢，因此和磁路磁阻變化，引起磁通變化而在線圈中產(chǎn)生感應電勢，因此又稱變磁阻式結構，又分為開磁路與閉磁路兩種結構，如圖又稱變磁阻式結構，又分為開磁路與閉磁路兩種結構，如圖1（a）、）、(b)。 圖圖1（a）開磁）開磁路路式式 (b)閉磁閉磁路路式式其中：其中：1-永久磁鐵永久磁鐵 2-軟磁鐵軟磁鐵 3-感應線圈感應線圈 4-測量齒輪測量齒輪 5-內齒輪內齒輪 6-外外齒輪齒輪 7-轉軸轉軸顯然，感應電勢的頻率與被測轉速成正比。采用測頻的方法可以顯然，感應電勢的頻率與被測轉速成正比。采用測頻的方法可以得到輸出電

4、壓變化的的頻率。得到輸出電壓變化的的頻率。4321N S 實驗臺上的傳感器屬于開磁路變磁通式實驗臺上的傳感器屬于開磁路變磁通式開磁路變磁通式開磁路變磁通式: 線圈、線圈、 磁鐵靜止不動磁鐵靜止不動, 測量齒輪安裝在被測旋測量齒輪安裝在被測旋轉體上轉體上, 隨之一起轉動。每轉動一個齒隨之一起轉動。每轉動一個齒, 齒的凹凸引起磁路磁阻變齒的凹凸引起磁路磁阻變化一次化一次, 磁通也就變化一次磁通也就變化一次,線圈中產(chǎn)生感應電勢線圈中產(chǎn)生感應電勢,其變化頻率等于其變化頻率等于被測轉速與測量齒輪齒數(shù)的乘積。被測轉速與測量齒輪齒數(shù)的乘積。4321N S 磁電式轉速傳感器的輸出是電壓，而對于測量轉速來說電壓

5、大小磁電式轉速傳感器的輸出是電壓，而對于測量轉速來說電壓大小并沒有太大意義，希望得到的只是電壓變化的次數(shù)，即頻率。并沒有太大意義，希望得到的只是電壓變化的次數(shù)，即頻率。在在齒數(shù)確定的情況下，傳感器線圈輸出的電壓頻率正比于齒輪的轉齒數(shù)確定的情況下，傳感器線圈輸出的電壓頻率正比于齒輪的轉速，其關系為速，其關系為f=nz式中，式中，n 為為齒輪齒輪轉速，轉速，r/ s；z 為為齒輪齒輪的齒數(shù)的齒數(shù)，f 為磁電式傳感器的為磁電式傳感器的輸出信號頻率，輸出信號頻率，Hz 特點特點 磁電式轉速傳感器可用于表面有縫隙的物體轉速測量，輸出的信磁電式轉速傳感器可用于表面有縫隙的物體轉速測量，輸出的信號強，測量范

6、圍廣，號強，測量范圍廣，可以測可以測齒輪、曲軸、輪輻等部件齒輪、曲軸、輪輻等部件轉速轉速 有很好的抗干擾性能有很好的抗干擾性能，能夠在煙霧、油氣、水汽等環(huán)境中工作能夠在煙霧、油氣、水汽等環(huán)境中工作 磁電式轉速傳感器的工作維護成本較低，運行過程無需供電，完磁電式轉速傳感器的工作維護成本較低，運行過程無需供電，完全是靠電磁感應來實現(xiàn)測量全是靠電磁感應來實現(xiàn)測量 磁電式轉速傳感器的結構緊湊、體積小巧、安裝使用方便，可以磁電式轉速傳感器的結構緊湊、體積小巧、安裝使用方便，可以和各種二次儀表搭配使用和各種二次儀表搭配使用應用應用 氣隙：氣隙小，傳感器輸出信號峰值電壓幅值就大，利于檢氣隙：氣隙小，傳感器輸

7、出信號峰值電壓幅值就大，利于檢測，但對被測件的制造精度與裝配要求會提高，增加制造成測，但對被測件的制造精度與裝配要求會提高，增加制造成本；氣隙大，對被測件的制造精度與裝配要求低，但輸出信本；氣隙大，對被測件的制造精度與裝配要求低，但輸出信號峰值電壓幅值就小，不利于檢測。因此，氣隙選擇在號峰值電壓幅值就小，不利于檢測。因此，氣隙選擇在.為宜。為宜。 激勵件：應為導磁鐵質材料。許多應用場合，首選齒輪為激激勵件：應為導磁鐵質材料。許多應用場合，首選齒輪為激勵件，當然可選其他形式，如鍵槽、鍵、圓孔等勵件，當然可選其他形式，如鍵槽、鍵、圓孔等2.實驗測量實驗測量實驗臺上傳感器安裝如圖，測速齒輪一共有實驗臺上傳感器安裝如圖，測速齒輪一共有16個齒，齒輪每旋轉個齒，齒輪每旋轉一周輸出電壓變化一周輸出電壓變化16次，輸出的信號經(jīng)過處理可以得到電壓的變化次，輸出的信號經(jīng)過處理可以得到電壓的變化頻率頻率f，即每秒的電壓變化次數(shù)，即每秒的電壓變化次數(shù),根據(jù)關系式根據(jù)關系式其中，其中，f是頻率，是頻率，Hz，n是轉速，是轉速，r/min，可以求出轉速可以求出轉速n.測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)轉速儀顯轉速儀顯示示n(轉速）轉速）ef 放大整形電路（集成在變送器內）放大整形電路變送器 傳感器的輸出信號是帶干擾的非理想脈沖信號,直接輸入數(shù)字電路會產(chǎn)生較大誤差,因此信號轉換電路的設計目的就是將轉速