傳感器與檢測(cè)技術(shù)課件第四章1速度加速度傳感器

1、第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī) 測(cè)速發(fā)電機(jī)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中用于測(cè)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)電測(cè)速發(fā)電機(jī)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中用于測(cè)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種傳感器。機(jī)轉(zhuǎn)速的一種傳感器。 它由帶有繞組的定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。它由帶有繞組的定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)繞組供給勵(lì)磁電壓并隨被測(cè)電動(dòng)根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)繞組供給勵(lì)磁電壓并隨被測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子繞組產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子繞組產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 根據(jù)勵(lì)磁電流的種類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為：根據(jù)勵(lì)磁電流的種

2、類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為：直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)他勵(lì)式他勵(lì)式永磁式永磁式一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 根據(jù)勵(lì)磁電流的種類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為：根據(jù)勵(lì)磁電流的種類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為：直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)他勵(lì)式他勵(lì)式永磁式永磁式一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī)他勵(lì)式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的定子勵(lì)磁繞組他勵(lì)式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的定子勵(lì)磁繞組由外部電源供電，由外部電源供電， 通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 根據(jù)勵(lì)磁電流的種類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可

3、分為：根據(jù)勵(lì)磁電流的種類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為：直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)他勵(lì)式他勵(lì)式永磁式永磁式一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī)永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的定子磁極由永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的定子磁極由永久磁鋼做成，永久磁鋼做成， 沒有勵(lì)磁繞組沒有勵(lì)磁繞組第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 根據(jù)勵(lì)磁電流的種類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為：根據(jù)勵(lì)磁電流的種類，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為：直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)他勵(lì)式他勵(lì)式永磁式永磁式一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī)同步式同步式異步式異步式感應(yīng)式感應(yīng)式永磁永磁式式脈沖式脈沖式第四章 速度、加速度傳感

4、器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 ZYSZYS型永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)型永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī) ZYS-AZYS-A系列永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)系列永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其元件的要求，自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其元件的要求， 主要是精確度高、主要是精確度高、 靈敏靈敏度高、度高、 可靠性好等?？煽啃院玫取?據(jù)此，據(jù)此， 對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的要求有：對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的要求有：測(cè)速發(fā)電機(jī)的理想輸出特性測(cè)速發(fā)電機(jī)的理想輸出特性 一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī) 輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持較精確的正比關(guān)系。輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持較精確的

5、正比關(guān)系。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 一、測(cè)速發(fā)電機(jī)一、測(cè)速發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小 靈敏度要高，即測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速的變化反應(yīng)靈敏度要高，即測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速的變化反應(yīng) 要靈敏。要靈敏。 由于測(cè)速發(fā)電機(jī)比較容易滿足上述要求，且性能穩(wěn)定，故由于測(cè)速發(fā)電機(jī)比較容易滿足上述要求，且性能穩(wěn)定，故廣泛用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)，一廣泛用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)，一般測(cè)量范圍為（般測(cè)量范圍為（20400r/min20400r/min） 輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持較精確的正比關(guān)系。輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持較精確的正比關(guān)

6、系。 自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其元件的要求，自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其元件的要求， 主要是精確度高、主要是精確度高、 靈敏靈敏度高、度高、 可靠性好等?？煽啃院玫?。 據(jù)此，據(jù)此， 對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的要求有：對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的要求有：第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種微型直流發(fā)電機(jī)。它的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與直流伺服電動(dòng)機(jī)基本相同第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（1）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理與一般直流發(fā)電機(jī)相同。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度

7、傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（1）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性電刷兩端引出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：空載（即電樞電流空載（即電樞電流I Is s=0=0）時(shí)）時(shí)，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓和，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，因而電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，因而輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（1）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性有負(fù)載（即電樞電流有負(fù)載（即電樞電流I Is s00）時(shí)）時(shí)，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為式中：rs電樞回路總電阻。在理

8、想情況下，若不計(jì)電刷 和換向器之間的接觸電阻， rs為電樞繞組電阻顯然，有負(fù)載時(shí)，測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓應(yīng)比空載時(shí)小，這是電阻rs的電壓降造成的。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（1）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性有負(fù)載（即電樞電流有負(fù)載（即電樞電流I Is s00）時(shí)）時(shí)，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為有負(fù)載時(shí)，電樞電流為又：第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（1）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性）直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性負(fù)載電阻不同，測(cè)

9、速發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻不同，測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性的斜率亦不同。輸出特性的斜率亦不同。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（2）產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)方法有負(fù)載時(shí)，電樞反應(yīng)去磁作用有負(fù)載時(shí)，電樞反應(yīng)去磁作用的影響，使輸出電壓不再與轉(zhuǎn)的影響，使輸出電壓不再與轉(zhuǎn)速成正比，遇到這種情況可以速成正比，遇到這種情況可以在定子磁極上安裝補(bǔ)償繞組，在定子磁極上安裝補(bǔ)償繞組，或使負(fù)載電阻大于規(guī)定值。或使負(fù)載電阻大于規(guī)定值。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 電機(jī)空載時(shí)，只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的主磁場(chǎng)。電機(jī)空載時(shí)，只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的主磁場(chǎng)。

10、電機(jī)負(fù)載時(shí)，電機(jī)負(fù)載時(shí)， 電樞繞組中流過電流也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，電樞繞組中流過電流也要產(chǎn)生磁場(chǎng)， 稱為電樞磁場(chǎng)。稱為電樞磁場(chǎng)。 所以，所以， 負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載運(yùn)行時(shí)， 電機(jī)中的磁場(chǎng)是主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)的合成。電機(jī)中的磁場(chǎng)是主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)的合成。電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)定子勵(lì)磁繞組產(chǎn)生定子勵(lì)磁繞組產(chǎn)生 的主磁場(chǎng)的主磁場(chǎng)電樞繞組產(chǎn)生電樞繞組產(chǎn)生的電樞磁場(chǎng)的電樞磁場(chǎng)主磁場(chǎng)和電樞主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)由圖由圖 (b)(b)可以看出，可以看出， 在每個(gè)主磁極下面，在每個(gè)主磁極下面， 電樞磁場(chǎng)的磁通在半個(gè)極下由電電樞磁場(chǎng)的磁

11、通在半個(gè)極下由電樞指向磁極，樞指向磁極， 在另外半個(gè)極下則由磁極指向電樞，在另外半個(gè)極下則由磁極指向電樞， 即半個(gè)極下電樞磁通即半個(gè)極下電樞磁通和主磁通同向，和主磁通同向， 另外半個(gè)極下電樞磁通和主磁通反向，另外半個(gè)極下電樞磁通和主磁通反向， 因此合成磁場(chǎng)的因此合成磁場(chǎng)的磁通密度在半個(gè)極下是加強(qiáng)了，磁通密度在半個(gè)極下是加強(qiáng)了， 在另外半個(gè)極下是削弱了，在另外半個(gè)極下是削弱了， 如圖如圖 2 - 2 - 22(c)22(c)所示。所示。 由于電樞磁場(chǎng)的存在，由于電樞磁場(chǎng)的存在， 氣隙中的磁場(chǎng)發(fā)生畸變，氣隙中的磁場(chǎng)發(fā)生畸變， 這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)象稱為電樞反應(yīng)。為電樞反應(yīng)。第四章 速度、加速度傳感器第

12、一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)如果電機(jī)的磁路不飽和如果電機(jī)的磁路不飽和( (即磁路為線性即磁路為線性) )， 磁場(chǎng)的合成就可以應(yīng)用疊加原理。磁場(chǎng)的合成就可以應(yīng)用疊加原理。 例如，例如， N N極右半個(gè)極下的合成磁通等于極右半個(gè)極下的合成磁通等于 1/2 1/2 主磁通與主磁通與 1/2 1/2 電樞磁通之和，電樞磁通之和， 左半個(gè)極下的合成磁通等于左半個(gè)極下的合成磁通等于 1/2 1/2 主磁通與主磁通與 1/2 1/2 電樞磁通之差。電樞磁通之差。 因此，因此， N N極左半個(gè)極的削弱和右半個(gè)極的加強(qiáng)相互抵消，極左半個(gè)極的削弱和右半個(gè)極的加強(qiáng)相互抵消， 整個(gè)極的磁通保持不

13、變，整個(gè)極的磁通保持不變， 僅僅磁場(chǎng)的分布發(fā)生了變化。僅僅磁場(chǎng)的分布發(fā)生了變化。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 實(shí)際上電機(jī)的磁路總存在飽和，使右半個(gè)極下增加的磁通小于左半個(gè)極下減實(shí)際上電機(jī)的磁路總存在飽和，使右半個(gè)極下增加的磁通小于左半個(gè)極下減小的磁通，因而整個(gè)極下的磁通略為減小。其輸出特性如圖小的磁通，因而整個(gè)極下的磁通略為減小。其輸出特性如圖 4-2 4-2 所示。所示。電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（2）產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)方法）產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)方法電刷接觸壓降的影響。電刷接

14、觸壓降的影響。這是因?yàn)殡娝⒔佑|電阻是非線性的，即當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低、這是因?yàn)殡娝⒔佑|電阻是非線性的，即當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低、響應(yīng)的電樞電流較小時(shí)，接觸電阻較大，從而使輸出電壓響應(yīng)的電樞電流較小時(shí)，接觸電阻較大，從而使輸出電壓很小。只有當(dāng)轉(zhuǎn)速較高、電樞電流較大時(shí)，電刷壓降才可很小。只有當(dāng)轉(zhuǎn)速較高、電樞電流較大時(shí)，電刷壓降才可以認(rèn)為是常數(shù)。為了減小電刷接觸壓降的影響，即縮小不以認(rèn)為是常數(shù)。為了減小電刷接觸壓降的影響，即縮小不靈敏區(qū)，應(yīng)采用接觸壓降銅靈敏區(qū)，應(yīng)采用接觸壓降銅- -石墨電極或銅電極，并在它與石墨電極或銅電極，并在它與換向器相接觸的表面上鍍銀。換向器相接觸的表面上鍍銀。第四章 速度、加速度傳感器第

15、一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)（2）產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)方法）產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)方法溫度影響溫度影響得出得出V VCFCF=Cn=Cn這一線性關(guān)系的條件之一是勵(lì)磁磁通這一線性關(guān)系的條件之一是勵(lì)磁磁通為常為常數(shù)。數(shù)。 實(shí)際上，實(shí)際上， 電機(jī)周圍環(huán)境溫度的變化以及電機(jī)本身電機(jī)周圍環(huán)境溫度的變化以及電機(jī)本身發(fā)熱發(fā)熱( (由電機(jī)各種損耗引起由電機(jī)各種損耗引起) )都會(huì)引起電機(jī)繞組電阻的變都會(huì)引起電機(jī)繞組電阻的變化?；?。 當(dāng)溫度升高時(shí)，當(dāng)溫度升高時(shí)， 勵(lì)磁繞組電阻增大，勵(lì)磁繞組電阻增大， 勵(lì)磁電流減勵(lì)磁電流減小，小， 磁通也隨之減小，磁通也隨之減小， 輸出電壓就降低

16、。輸出電壓就降低。 反之，反之， 當(dāng)溫當(dāng)溫度下降時(shí)，度下降時(shí)， 輸出電壓便升高。輸出電壓便升高。 在實(shí)際使用時(shí)，可在直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的繞組回路中串聯(lián)在實(shí)際使用時(shí)，可在直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的繞組回路中串聯(lián)一個(gè)電阻值較大的附加電阻，再接到勵(lì)磁電源上。這樣，一個(gè)電阻值較大的附加電阻，再接到勵(lì)磁電源上。這樣，當(dāng)勵(lì)磁繞組溫度升高時(shí)，其電阻雖有增加，但勵(lì)磁回路當(dāng)勵(lì)磁繞組溫度升高時(shí)，其電阻雖有增加，但勵(lì)磁回路總電阻的變化卻較小，故可保持勵(lì)磁電流幾乎不變?？傠娮璧淖兓瘏s較小，故可保持勵(lì)磁電流幾乎不變。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.2.已知一直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的電樞繞組的電阻已知一直流測(cè)

17、速發(fā)電機(jī)的電樞繞組的電阻r rs s=1.5=1.5 ，測(cè)，測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻為速發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻為R RL L=30 =30 ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速的比，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速的比例系數(shù)例系數(shù)CeCe=0.01=0.01，現(xiàn)測(cè)得測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為，現(xiàn)測(cè)得測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為V VCFCF=3V=3V，求測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。求測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)分類分類 交流測(cè)速發(fā)電機(jī)分為同步測(cè)速發(fā)電機(jī)和異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)分為同步測(cè)速發(fā)電機(jī)和異步測(cè)速發(fā)電機(jī) 同步測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為永磁式、感應(yīng)子式和脈沖式同步測(cè)速發(fā)電

18、機(jī)可分為永磁式、感應(yīng)子式和脈沖式 異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和兩相伺服電動(dòng)機(jī)相似。目前在自異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和兩相伺服電動(dòng)機(jī)相似。目前在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)永磁式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)永磁式同步測(cè)速發(fā)電機(jī) 實(shí)質(zhì)：一臺(tái)單相永磁轉(zhuǎn)子同步發(fā)電機(jī)，定子繞組感應(yīng)的交實(shí)質(zhì)：一臺(tái)單相永磁轉(zhuǎn)子同步發(fā)電機(jī)，定子繞組感應(yīng)的交變電勢(shì)大小和頻率都隨著輸出信號(hào)（轉(zhuǎn)速）而變化，即：變電勢(shì)大小和頻率都隨著輸出信號(hào)（轉(zhuǎn)速）而變化，即：604.44mpnfEfNKK

19、 n永磁式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)因感應(yīng)電勢(shì)的頻率隨轉(zhuǎn)速而改變，永磁式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)因感應(yīng)電勢(shì)的頻率隨轉(zhuǎn)速而改變，致使電機(jī)本身的阻抗及負(fù)載阻抗均隨轉(zhuǎn)速而變化。因此，這致使電機(jī)本身的阻抗及負(fù)載阻抗均隨轉(zhuǎn)速而變化。因此，這種測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓不再與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。盡管永磁種測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓不再與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。盡管永磁式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又沒有滑動(dòng)接觸，仍不適用于式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又沒有滑動(dòng)接觸，仍不適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，通常只是作為指示式轉(zhuǎn)速計(jì)。自動(dòng)控制系統(tǒng)，通常只是作為指示式轉(zhuǎn)速計(jì)。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 感應(yīng)子式

20、測(cè)速發(fā)電機(jī)和脈感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)和脈沖式測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原沖式測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理基本相同。都是利用定、理基本相同。都是利用定、轉(zhuǎn)子齒槽位置相對(duì)變化而轉(zhuǎn)子齒槽位置相對(duì)變化而使輸出繞組中的磁通發(fā)生使輸出繞組中的磁通發(fā)生脈動(dòng)，從而感應(yīng)出電勢(shì)。脈動(dòng)，從而感應(yīng)出電勢(shì)。右為感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)右為感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)的原理性結(jié)構(gòu)圖。的原理性結(jié)構(gòu)圖。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 定、轉(zhuǎn)子鐵心均由高硅薄鋼定、轉(zhuǎn)子鐵心均由高硅薄鋼片沖制疊成。定于內(nèi)圓周上片沖制疊成。定于內(nèi)圓周上有大槽和小槽。大槽與大槽有大槽和小槽。大槽與大槽之間放置勵(lì)磁繞組。在之間放置勵(lì)磁繞組。在1212個(gè)個(gè)定子齒

21、上分別放置輸出繞組，定子齒上分別放置輸出繞組，并將輸出繞組連結(jié)為三相對(duì)并將輸出繞組連結(jié)為三相對(duì)稱繞組。轉(zhuǎn)子外圓周上為稱繞組。轉(zhuǎn)子外圓周上為2424個(gè)均布齒槽。個(gè)均布齒槽。2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)當(dāng)勵(lì)磁繞組中通入直流勵(lì)磁。當(dāng)勵(lì)磁繞組中通入直流勵(lì)磁。使定子鐵心磁化為使定子鐵心磁化為N N、S S相間相間的四極磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，定的四極磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，定子齒中的磁通不隨時(shí)間變化，子齒中的磁通不隨時(shí)間變化，故定子輸出繞組中沒有感應(yīng)電故定子輸出繞組中沒有感應(yīng)電勢(shì)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，因定、轉(zhuǎn)子勢(shì)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，

22、因定、轉(zhuǎn)子齒的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化，齒的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化，則使定子齒中的磁通發(fā)生脈動(dòng)，則使定子齒中的磁通發(fā)生脈動(dòng)，輸出繞組中便產(chǎn)生交變電勢(shì)。輸出繞組中便產(chǎn)生交變電勢(shì)。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 當(dāng)轉(zhuǎn)子一個(gè)齒的軸線與定子當(dāng)轉(zhuǎn)子一個(gè)齒的軸線與定子某齒的軸線位置一致時(shí)，如某齒的軸線位置一致時(shí)，如圖中定子齒圖中定子齒2所示，該定子所示，該定子齒對(duì)應(yīng)有最大的氣隙磁導(dǎo)值。齒對(duì)應(yīng)有最大的氣隙磁導(dǎo)值。而當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過半個(gè)齒距后，而當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過半個(gè)齒距后，使轉(zhuǎn)子槽的軸線與上述定子使轉(zhuǎn)子槽的軸線與上述定子齒的軸線位置一致，該定子齒的軸線位置一致，該定子齒就對(duì)應(yīng)有最小的氣隙磁導(dǎo)齒

23、就對(duì)應(yīng)有最小的氣隙磁導(dǎo)值。值。2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 以后便以此重復(fù)進(jìn)行。這樣以后便以此重復(fù)進(jìn)行。這樣定子輸出繞組所匝鏈的磁通定子輸出繞組所匝鏈的磁通大小也相應(yīng)發(fā)生周期性的變大小也相應(yīng)發(fā)生周期性的變化，在其中便感應(yīng)出交流電化，在其中便感應(yīng)出交流電勢(shì)。由以上分析可知，每當(dāng)勢(shì)。由以上分析可知，每當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過個(gè)齒距、輸出繞個(gè)齒距、輸出繞組的感應(yīng)電勢(shì)就變化一個(gè)周組的感應(yīng)電勢(shì)就變化一個(gè)周期故輸出電勢(shì)的頻率應(yīng)為期故輸出電勢(shì)的頻率應(yīng)為2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 以后便

24、以此重復(fù)進(jìn)行。這樣以后便以此重復(fù)進(jìn)行。這樣定子輸出繞組所匝鏈的磁通定子輸出繞組所匝鏈的磁通大小也相應(yīng)發(fā)生周期性的變大小也相應(yīng)發(fā)生周期性的變化，在其中便感應(yīng)出交流電化，在其中便感應(yīng)出交流電勢(shì)。由以上分析可知，每當(dāng)勢(shì)。由以上分析可知，每當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過個(gè)齒距、輸出繞個(gè)齒距、輸出繞組的感應(yīng)電勢(shì)就變化一個(gè)周組的感應(yīng)電勢(shì)就變化一個(gè)周期故輸出電勢(shì)的頻率應(yīng)為期故輸出電勢(shì)的頻率應(yīng)為2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)60rZ nf 第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 脈沖式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)脈沖式

25、同步測(cè)速發(fā)電機(jī)2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 脈沖式測(cè)速發(fā)電機(jī)是以脈沖頻率作為輸出信號(hào)。因輸出電脈沖式測(cè)速發(fā)電機(jī)是以脈沖頻率作為輸出信號(hào)。因輸出電壓的脈沖頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格的正比關(guān)系，所以也是壓的脈沖頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格的正比關(guān)系，所以也是屬于同步電機(jī)類型。屬于同步電機(jī)類型。 其特點(diǎn)是輸出信號(hào)的頻率相當(dāng)高，即使在較低的轉(zhuǎn)速下其特點(diǎn)是輸出信號(hào)的頻率相當(dāng)高，即使在較低的轉(zhuǎn)速下(如每分鐘幾轉(zhuǎn)或幾十轉(zhuǎn)）也能輸出較多的脈沖數(shù)。如每分鐘幾轉(zhuǎn)或幾十轉(zhuǎn)）也能輸出較多的脈沖數(shù)。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 脈沖式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)脈沖式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速

26、發(fā)電機(jī) 因此，以脈沖個(gè)數(shù)表示的速度分辨率就比較高，使它適用因此，以脈沖個(gè)數(shù)表示的速度分辨率就比較高，使它適用子速度較低的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，特別適用于如下圖的鑒頻鎖相速子速度較低的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，特別適用于如下圖的鑒頻鎖相速度控制系統(tǒng)。度控制系統(tǒng)。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 目前在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速目前在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)。 這種結(jié)構(gòu)型式可使測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性有較高的精度，又這種結(jié)構(gòu)型式可使測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性有較高的精度，又因其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，能夠滿足系統(tǒng)快速性的要求。因其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，能夠滿足系統(tǒng)快

27、速性的要求。 同時(shí)，為了獲得較好的線性輸出特性并使其性能穩(wěn)定，轉(zhuǎn)同時(shí)，為了獲得較好的線性輸出特性并使其性能穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子電阻要比空心杯轉(zhuǎn)子兩相伺服電動(dòng)機(jī)更大。因此，空心子電阻要比空心杯轉(zhuǎn)子兩相伺服電動(dòng)機(jī)更大。因此，空心杯轉(zhuǎn)子通常采用電阻率較大和溫度系數(shù)較低的材料制成，杯轉(zhuǎn)子通常采用電阻率較大和溫度系數(shù)較低的材料制成，如磷青銅、錫鋅青銅、硅錳青銅等。如磷青銅、錫鋅青銅、硅錳青銅等。 目前，我國(guó)生產(chǎn)的這種測(cè)速發(fā)電機(jī)，其型號(hào)為目前，我國(guó)生產(chǎn)的這種測(cè)速發(fā)電機(jī)，其型號(hào)為CK2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交

28、流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī) 交流測(cè)速發(fā)電機(jī)主要由固定交流測(cè)速發(fā)電機(jī)主要由固定不動(dòng)的定子和中間的轉(zhuǎn)子兩部不動(dòng)的定子和中間的轉(zhuǎn)子兩部分組成。分組成。 定子和轉(zhuǎn)子都固定在軟鐵材定子和轉(zhuǎn)子都固定在軟鐵材料（硅鋼）制成的鐵心上，以料（硅鋼）制成的鐵心上，以便在發(fā)電機(jī)內(nèi)部形成工作磁路便在發(fā)電機(jī)內(nèi)部形成工作磁路。 第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 兩相定子繞組空間互差兩相定子繞組空間互差 9090 電角度，其中一個(gè)繞組電角度，其中一個(gè)繞組為勵(lì)磁繞組，另一個(gè)繞組為為勵(lì)磁繞組，另一個(gè)繞組為輸出繞組。輸出繞組。 交流

29、異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 交流測(cè)速發(fā)電機(jī)有兩種轉(zhuǎn)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)有兩種轉(zhuǎn)子：鼠籠轉(zhuǎn)子和非磁性杯形子：鼠籠轉(zhuǎn)子和非磁性杯形轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子。 鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)流條嵌裝在的導(dǎo)流條嵌裝在鐵心的槽中，兩端的兩個(gè)短鐵心的槽中，兩端的兩個(gè)短路環(huán)把所有導(dǎo)流條連接在一路環(huán)把所有導(dǎo)流條連接在一起，構(gòu)成轉(zhuǎn)子繞組。起，構(gòu)成轉(zhuǎn)子繞組。 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 非磁性杯形轉(zhuǎn)子交流測(cè)速非磁性杯形轉(zhuǎn)子交流測(cè)速發(fā)電機(jī)，測(cè)量精

30、度高，轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，測(cè)量精度高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，應(yīng)用廣泛。的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，應(yīng)用廣泛。 杯形轉(zhuǎn)子可以看成有無數(shù)杯形轉(zhuǎn)子可以看成有無數(shù)緊密排列的導(dǎo)流條的鼠籠，緊密排列的導(dǎo)流條的鼠籠，杯的兩端就是短路環(huán)。杯的兩端就是短路環(huán)。 交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí) 勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子繞組就勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子繞組就相當(dāng)于空載變壓器的原邊繞相當(dāng)于空載變壓器的原邊繞組和副邊繞組，其交變磁場(chǎng)組和副邊繞組，其交變磁場(chǎng)的軸線方向都與輸出繞組垂的軸線方向都與輸出繞組垂直，輸出繞組沒有感應(yīng)電勢(shì)直，輸出繞組沒有感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生。產(chǎn)生。 2.交流測(cè)速發(fā)電

31、機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 轉(zhuǎn)子繞組切割勵(lì)磁繞組轉(zhuǎn)子繞組切割勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的磁力線，產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的磁力線，其感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)其感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)沿輸出繞組的軸線方向，輸沿輸出繞組的軸線方向，輸出繞組產(chǎn)生交變感應(yīng)電勢(shì)輸出繞組產(chǎn)生交變感應(yīng)電勢(shì)輸出。出。 交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 定子輸出繞組感應(yīng)電定子輸出繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率等于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)

32、頻率勢(shì)的頻率等于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)頻率，也就等于勵(lì)磁電源頻率。，也就等于勵(lì)磁電源頻率。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和輸出繞組感應(yīng)電轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和輸出繞組感應(yīng)電勢(shì)的幅值（有效值）正比于勢(shì)的幅值（有效值）正比于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。 nUk2交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 二、線振動(dòng)速度傳感器二、線振動(dòng)速度傳感器當(dāng)一個(gè)繞有當(dāng)一個(gè)繞有N N匝的線圈作垂直匝的線圈作垂直于磁場(chǎng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線于磁場(chǎng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈切割磁力線，由法拉第電圈切割磁力線，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈產(chǎn)生磁感應(yīng)定律可知，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E E傳感器結(jié)構(gòu)選定后，其傳感器結(jié)構(gòu)選

33、定后，其N N，B B，L L均為常數(shù)，因此感應(yīng)式傳感器均為常數(shù)，因此感應(yīng)式傳感器的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于被測(cè)速度的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于被測(cè)速度磁電式傳感器磁電式傳感器第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 二、線振動(dòng)速度傳感器二、線振動(dòng)速度傳感器當(dāng)殼體當(dāng)殼體5 5隨被測(cè)振動(dòng)體一起振動(dòng)時(shí)，由于彈簧隨被測(cè)振動(dòng)體一起振動(dòng)時(shí)，由于彈簧2 2較軟，運(yùn)動(dòng)部件較軟，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量相對(duì)較大，因此當(dāng)振動(dòng)質(zhì)量相對(duì)較大，因此當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)高于傳感器的固有頻頻率遠(yuǎn)高于傳感器的固有頻率時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件的慣性很大，率時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件的慣性很大，來不及跟隨振動(dòng)體一起振動(dòng)，來不及跟隨振動(dòng)體一起振動(dòng)，而產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而永久磁

34、而產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而永久磁鐵鐵4 4與線圈與線圈3 3之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度接近于振動(dòng)體振動(dòng)速度，速度接近于振動(dòng)體振動(dòng)速度，因此傳感器中產(chǎn)生與振動(dòng)速因此傳感器中產(chǎn)生與振動(dòng)速度成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并輸出。度成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并輸出。恒定磁通式線振動(dòng)速度傳感器恒定磁通式線振動(dòng)速度傳感器第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.1.變磁通式變磁通式變磁通式又稱（變）磁阻式或變氣隙式，常用來測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體變磁通式又稱（變）磁阻式或變氣隙式，常用來測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的角速度的角速度開磁路式開磁路式閉磁路

35、式閉磁路式第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.1.變磁通式變磁通式開磁路式開磁路式工作時(shí)，傳感器不動(dòng)，將導(dǎo)磁工作時(shí)，傳感器不動(dòng)，將導(dǎo)磁材料制成的測(cè)量齒輪安裝在材料制成的測(cè)量齒輪安裝在被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上。傳感器軟鐵與被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上。傳感器軟鐵與齒輪輪齒的間隙約為齒輪輪齒的間隙約為0.10.7mm0.10.7mm。間歇小，輸出電壓幅值大，但太間歇小，輸出電壓幅值大，但太小時(shí)會(huì)因齒輪安裝偏心而發(fā)生齒小時(shí)會(huì)因齒輪安裝偏心而發(fā)生齒輪和傳感器卡死現(xiàn)象。所以應(yīng)在輪和傳感器卡死現(xiàn)象。所以應(yīng)在不影響齒輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)

36、情況下盡可不影響齒輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)情況下盡可能調(diào)整到間隙最小，以獲得最大的輸出電壓幅值。能調(diào)整到間隙最小，以獲得最大的輸出電壓幅值。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.1.變磁通式變磁通式開磁路式開磁路式測(cè)量時(shí)，齒輪隨被測(cè)旋轉(zhuǎn)體一起測(cè)量時(shí)，齒輪隨被測(cè)旋轉(zhuǎn)體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，傳感器磁轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，傳感器磁路磁阻變化一次，磁通也變化一路磁阻變化一次，磁通也變化一次，因此線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的次，因此線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化頻率等于齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)速的變化頻率等于齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)速的乘積。乘

37、積。這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸出信號(hào)較小，且因高速軸上加裝這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸出信號(hào)較小，且因高速軸上加裝齒輪較危險(xiǎn)而不宜測(cè)高轉(zhuǎn)速。齒輪較危險(xiǎn)而不宜測(cè)高轉(zhuǎn)速。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.1.變磁通式變磁通式閉磁路式閉磁路式工作時(shí)，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸固緊并工作時(shí)，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸固緊并隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子、定子隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子、定子和永久磁鐵組成磁路系統(tǒng)。和永久磁鐵組成磁路系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)子和定子的環(huán)形端面上在轉(zhuǎn)子和定子的環(huán)形端面上銑有均勻分布的齒和槽，且銑有均勻分布的齒和槽，且兩者的齒、槽數(shù)對(duì)應(yīng)

38、相等。兩者的齒、槽數(shù)對(duì)應(yīng)相等。當(dāng)轉(zhuǎn)子的齒與定子的齒相對(duì)時(shí)，氣隙最小，磁路系統(tǒng)的磁通最大。當(dāng)轉(zhuǎn)子的齒與定子的齒相對(duì)時(shí)，氣隙最小，磁路系統(tǒng)的磁通最大。而齒與槽相對(duì)時(shí)，氣隙最大，磁通最小。因此測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，磁通而齒與槽相對(duì)時(shí)，氣隙最大，磁通最小。因此測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，磁通周期變化，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與轉(zhuǎn)速成正比。周期變化，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與轉(zhuǎn)速成正比。zfn/60轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子永久磁鐵永久磁鐵線圈線圈外殼外殼第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.1.變磁通式變磁通式閉磁路式閉磁路式閉磁

39、路式測(cè)量范圍大，為閉磁路式測(cè)量范圍大，為（504000504000）r/min,r/min,可連續(xù)可連續(xù)使用，且方便、可靠。使用，且方便、可靠。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.2.霍爾式和電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器霍爾式和電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器利用霍爾效應(yīng)和電渦流效應(yīng)的傳感元件，既可測(cè)量位移也利用霍爾效應(yīng)和電渦流效應(yīng)的傳感元件，既可測(cè)量位移也可測(cè)量轉(zhuǎn)速（角速度）?？蓽y(cè)量轉(zhuǎn)速（角速度）。在被測(cè)物上粘有多對(duì)小磁鋼，在被測(cè)物上粘有多對(duì)小磁鋼，霍爾元件固定于小磁鋼附近?；魻栐潭ㄓ谛〈配摳浇．?dāng)被測(cè)

40、物轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每當(dāng)一個(gè)當(dāng)被測(cè)物轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每當(dāng)一個(gè)小磁鋼轉(zhuǎn)過霍爾元件（通以小磁鋼轉(zhuǎn)過霍爾元件（通以電流），霍爾元件輸出一個(gè)電流），霍爾元件輸出一個(gè)響應(yīng)的脈沖。測(cè)得單位時(shí)間響應(yīng)的脈沖。測(cè)得單位時(shí)間的脈沖數(shù)，即可求得被測(cè)物的脈沖數(shù)，即可求得被測(cè)物的轉(zhuǎn)速和角速度。的轉(zhuǎn)速和角速度?；魻栐砂雽?dǎo)體材料制成，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?；魻栐砂雽?dǎo)體材料制成，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.2.霍爾式和電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器霍爾式和電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器利用霍爾效應(yīng)和電渦流效應(yīng)的傳感元件，既可測(cè)量

41、位移也利用霍爾效應(yīng)和電渦流效應(yīng)的傳感元件，既可測(cè)量位移也可測(cè)量轉(zhuǎn)速（角速度）。可測(cè)量轉(zhuǎn)速（角速度）。傳感器靠近被測(cè)物上設(shè)定的等距傳感器靠近被測(cè)物上設(shè)定的等距標(biāo)記（如凸齒）安裝，當(dāng)被測(cè)物標(biāo)記（如凸齒）安裝，當(dāng)被測(cè)物轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器輸出頻率與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器輸出頻率與轉(zhuǎn)速成正比的信號(hào)。成正比的信號(hào)。第四章 速度、加速度傳感器第一節(jié)第一節(jié) 速度傳感器速度傳感器 三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.2.霍爾式和電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器霍爾式和電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器利用霍爾效應(yīng)和電渦流效應(yīng)的傳感元件，既可測(cè)量位移也利用霍爾效應(yīng)和電渦流效應(yīng)的傳感元件，既可測(cè)量位移也可測(cè)