磁脉冲式转速传感器

2.磁脉冲式转速传感器

磁脉冲式转速传感器属于非接触式装置,其没有运动部件,不会发生磨损,因此,该种传感器使用寿命长,检测精度高。磁脉冲式转速传感器由磁脉冲探头、脉冲整形放大电路、频率—电压转换电路及滤波电路等组成。其中,磁脉冲探头是产生脉冲信号的部件,由永久磁铁1、软磁芯2、线圈3、非导磁性外壳4等组成。其结构原理如图9-5所示。

在主机的主轴或凸轮轴上安装一个由铁磁材料制成的测速齿轮5(可利用盘车齿轮),将探头对准齿轮的齿顶固定,并与齿顶之间保持一个较小的间隙(1~5 mm)。主机转动时,齿轮随之转动。当齿顶对准探头时,间隙小,磁阻小,通过探头线圈中的磁通量增强;当齿根对准探头时,间隙变大,磁阻变大,通过探头线圈中的磁通量减弱。

图示

图9-5 磁脉冲探头结构原理

1—永久磁铁;2—软磁芯;3—线圈;4—非导磁性外壳;5—测速齿轮

因此,当转轴转动时,探头将交替对准测速齿轮的齿顶和齿根,磁阻大小不断变化,引起线圈内磁通的不断变化而产生感应电动势。每转过一个齿,探头就产生一个脉冲,脉冲频率f满足:

图示

式中,Z为齿轮的齿数,n为转速。当齿数等于60时,便有f=n。因此,通常不是用感应电动势的幅值大小而是用其频率来表示转速的高低。(https://www.daowen.com)

磁脉冲探头所获得的感应电动势的脉冲信号较弱,其波形也不理想,因此,还要将其输出的脉冲信号送入整形放大电路进行处理,使其转换成同频率、有较大幅值的矩形波。然后,将矩形波再送入频率/电压(f/V)转换电路变换成连续的电压信号,也就是将转速脉冲信号按比例转换成连续的电压信号,该电压信号的大小就反映了转速的高低,两者之间呈线性关系。

为了检测主机的转向,需要安装两个磁脉冲探头。两个探头在空间位置上相距1/4齿距,这样,在相位上就相差1/4(或3/4)个周期。两个磁脉冲探头输出的脉冲信号经整形放大后分别送至D触发器的D输入端和CP时钟脉冲输入端,根据触发器的输出端Q和图示哪个是1信号来判断主机正转或反转。如图9-6所示,当正车转动时,触发器D端的正脉冲总比CP端的正脉冲超前1/4个周期,即CP端来正脉冲时,D端总是1信号,因此D触发器的输出端Q保持1信号,图示端保持0信号,表示主机在正车方向运转;当倒车转动时,D触发器CP端的正脉冲总是超前D端1/4个周期,即CP端正脉冲到来时,D端必定是0信号,因此D触发器输出端Q保持0信号,图示端保持1信号,表示主机在倒车运行。飞轮上的测速感应器如图9-7所示。

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图9-6 磁脉冲传感器检测主机转向原理

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图9-7 飞轮上的测速感应器

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机舱中流量传感器有容积式流量传感器、电磁式流量传感器、压差式流量传感器、涡流式流量传感器等。下面只介绍前两种。