转速测量系统设计论文 - 图文(2)

传感技术自学报告

磁电式转速测量传感器自身存在以下几点不足之处： （1）不等电势（2）存在寄生直流电势。 （六）磁电式转速测量传感器的产品情况 （1）SZCB-01智能转速传感器

相关参数：

1、输出电压： 在齿轮模数为4、齿牙60、材料g3、间隙为lmm时 1000转／分 >5V(有效值) 2000转／分 >10V(有效值) 3000转／分 >15V(有效值)

2、直流电阻： 130Ω～140Ω(如用户需用其他阻值的数据在定货时注明) 3、绝缘阻抗： 在500V直流时>50MΩ 4、工作温度： -20℃～l20℃

5、重 量： 100克左右(不包括尾部引线) （2）CZ300 磁电式转速传感器

相关参数：

测量范围：50～10000r/min （60 齿） 输出波形：近似正弦波（≥50r/min时） 输出幅值：50r/min时≥300mV

工作温度：-10℃～120℃，-30℃～230℃（特殊定做） 接线方式：两线制（无源）

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安装间隙：0.5～2mm 重 量：约 120g

齿轮要求：测速齿轮模数≥2（渐开线齿轮） 被测体应为导磁体，上有齿或凹槽 （3）T03S磁电式转速传感器(T03-S)

相关参数：

线圈电阻：380Ω左右 输出电压：（测量条件：发讯齿轮60 齿，发讯齿轮材料A3 钢，模数2，传感器端面距齿顶小于1mm），

由于安装条件、材质等影响下列表格仅作参考。

转速 : rpm10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000

输出电压（有效值）≥ 50mv 100mv 250mv 500mv 1v 2.5v 5v 8v 10v

输出电压波形：渐开线齿轮——近似正弦波，若齿轮略有偏芯则为调幅正弦波；孔板、方齿等——正负脉冲。 等等。（本次只列举三种）

1.2.2 光电式转速测量

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。基本的原理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，如图1所示，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。为此，可以制作一个遮光叶片如图3所示，安装在转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲信号。当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。

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图3 图4

图4由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光，通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号转为电信号输出。开孔圆盘上有许多小孔，开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数，因此，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速，即

n=f/N

式中：n - 转速 f - 脉冲频率 N - 圆盘开孔数。 图5直射式光电转速传感器的结构图

图5

反射式光电传感器的工作原理见图6

图6

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它主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n，如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N，N-反光片或反光贴纸的数量，由传感器感受被测量，把它转换成电信号，供显示仪表指示或用以控制执行机构，就可以直接将测量的频率信号转化为我们需要的转速信号，然后根据所测速度对电机转速进行控制 。

光电式转速测量传感器应用领域已扩大到汽车、纺织、造纸、印刷、医疗、环境保护等领域。在红外探测、辐射测量、光纤通信，自动控制等传统应用领域的研究也有新发展。

目前，光电式转速测量传感器有多种型号，SZGB—6型光电转速传感器是采用调制光结构的单头反射式光电传感器.具有测量距离远及不受环境光干扰的优点；SZGB-7型光电转速传感器是采用调制光结构的单头反射式光电转速传感器,因些具有测量距离远及不受环境光干扰的特点；SZGB-20型光电转速传感器采用密封结构性能稳定； 光源用红外发光管，功耗小，寿命长。

1.2.3 霍尔元件转速测量

转速是工程中应用非常广泛的一个参数，利用霍尔效应对旋转物体进行检测的转速测量系统，该系统采用霍尔传感器把转速信息转换为电压脉冲输出，可以使用简单的脉冲计数法，只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。

在非磁材料的转子（由电机带动）边上粘贴一块磁钢，将霍尔传感器固定在转子外圈的定子上。转子每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。霍尔元件能够感应磁场的变化，使霍尔元件发出电脉冲。可用电子计数器计数，并换算为转速。这种方法是固定霍尔元件电流不变I，周期改变磁场强度B，该周期与转速成正比，由U霍尔电压=RHIB/d 知霍尔电极电压与磁场B成正比，因此可得到周期的电压脉冲输出。

霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

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图7

此图中I不变，B随转速周期变化

图8

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