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。
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。
下面再用动画演示电磁感应转速传感器原理。
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。
当齿轮反向旋转时脉冲2比脉冲1落后1/4周期,见图3。
通过对两个脉冲的相位比较,就知道旋转方向了。
下面的动画直观的演示了可测旋转方向的电磁感应转速传感器的原理。
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