轉(zhuǎn)速傳感器種類、原理及發(fā)展趨勢(shì)

柴油機(jī)測(cè)試技術(shù)PAGE4轉(zhuǎn)速傳感器種類、原理及發(fā)展趨勢(shì)將旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電量輸出的傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器屬于間接式測(cè)量裝置，可用機(jī)械、電氣、磁、光和混合式等方法制造。按信號(hào)形式的不同，轉(zhuǎn)速傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。前者的輸出信號(hào)值是轉(zhuǎn)速的線性函數(shù),后者的輸出信號(hào)頻率與轉(zhuǎn)速成正比,或其信號(hào)峰值間隔與轉(zhuǎn)速成反比。轉(zhuǎn)速傳感器的種類繁多、應(yīng)用極廣，其原因是在自動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)化儀表中大量使用各種電機(jī)，在不少場(chǎng)合下對(duì)低速（如每小時(shí)一轉(zhuǎn)以下）、高速（如每分鐘數(shù)十萬(wàn)轉(zhuǎn)）、穩(wěn)速（如誤差僅為萬(wàn)分之幾）和瞬時(shí)速度的精確測(cè)量有嚴(yán)格的要求。常用的轉(zhuǎn)速傳感器有光電式、電容式、變磁阻式以及測(cè)速發(fā)電機(jī)。下面淺析這幾種傳感器。光電式轉(zhuǎn)速傳感器光電式轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，主要是通過(guò)將光線的發(fā)射與被測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，再以光敏元件對(duì)光線的進(jìn)行感應(yīng)來(lái)完成的。光電式轉(zhuǎn)速傳感器從工作方式角度劃分，分為透射式光電轉(zhuǎn)速傳感器和反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器兩種。1、投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)有讀數(shù)盤和測(cè)量盤，兩者之間存在間隔相同的縫隙。投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器在測(cè)量物體轉(zhuǎn)速時(shí)，測(cè)量盤會(huì)隨著被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)，光線則隨測(cè)量盤轉(zhuǎn)動(dòng)不斷經(jīng)過(guò)各條縫隙，并透過(guò)縫隙投射到光敏元件上。投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的光敏元件在接收光線并感知其明暗變化后，即輸出電流脈沖信號(hào)。投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的脈沖信號(hào)，通過(guò)在一段時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)和計(jì)算，就可以獲得被測(cè)量對(duì)象的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。2、反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器是通過(guò)在被測(cè)量轉(zhuǎn)軸上設(shè)定反射記號(hào)，而后獲得光線反射信號(hào)來(lái)完成物體轉(zhuǎn)速測(cè)量的。反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的光源會(huì)對(duì)被測(cè)轉(zhuǎn)軸發(fā)出光線，光線透過(guò)透鏡和半透膜入射到被測(cè)轉(zhuǎn)軸上，而當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射記號(hào)對(duì)光線的反射率就會(huì)發(fā)生變化。反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)裝有光敏元件，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)反射率增大時(shí)，反射光線會(huì)通過(guò)透鏡投射到光敏元件上，反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器即可發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，而當(dāng)反射光線隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)到另一位置時(shí)，反射率變小光線變?nèi)?，光敏元件無(wú)法感應(yīng)，即不會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)。二、變磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器它屬于\o"變磁阻式傳感器"變磁阻式傳感器。變磁阻式傳感器的三種基本類型，\o"電感式傳感器"電感式傳感器、\o"變壓器式傳感器"變壓器式傳感器和\o"電渦流式傳感器"電渦流式傳感器都可制成轉(zhuǎn)速傳感器。電感式轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)用較廣，它利用磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其電勢(shì)大小取決于磁通變化的速率。這類傳感器按結(jié)構(gòu)不同又分為開(kāi)磁路式和閉磁路式兩種。開(kāi)磁路式轉(zhuǎn)速傳感器（圖4a）結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，輸出信號(hào)較小，不宜在振動(dòng)劇烈的場(chǎng)合使用。閉磁路式轉(zhuǎn)速傳感器由裝在轉(zhuǎn)軸上的外齒輪、內(nèi)齒輪、線圈和永久磁鐵構(gòu)成（圖4b）。內(nèi)、外齒輪有相同的齒數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸連接到被測(cè)軸上一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于內(nèi)、外齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生磁阻變化，在線圈中產(chǎn)生交流感應(yīng)電勢(shì)。測(cè)出電勢(shì)的大小便可測(cè)出相應(yīng)轉(zhuǎn)速值。三．電容式轉(zhuǎn)速傳感器為了滿足控制系統(tǒng)的要求，對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的性能要求也越來(lái)越高。為此人們?cè)谄胀y(cè)速發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上，研制出了永磁高靈敏度直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和無(wú)刷直流測(cè)速發(fā)電機(jī)。測(cè)速發(fā)電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的元件，它可作為校正元件、阻尼元件、測(cè)量元件、解算元件和角加速度