转速传感器ppt课件

模块5速度传感器，教学情境-磁电式速度传感器教学情境-光电式速度传感器教学情境-霍尔速度传感器1，教学情境-磁电式速度传感器，知识点-磁电式传感器工作原理-知识点-磁电式感应传感器的基本特性2，速度传感器是一种用于将旋转物体的速度状态转换为电信号的传感器。该速度传感器可应用于各种速度测量场合，能适应各种速度状态测量工作，如低速、高速、稳定速度和旋转物体的瞬时速度，并能向控制部门传输信号。3，有许多种速度传感器，它们可以精确地测量低速(例如低于每小时一转)、高速(例如每分钟几十万转)、稳定速度(例如只有十分之几的误差)和瞬时速度。速度、电、机械、电、磁、光、混合、模拟、数字，输出信号的频率与速度成正比或信号的峰值间隔与速度成反比，输出信号的值与速度成正比，磁电、光电、霍尔、电容、可变磁阻、测速发电机、4、知识点-磁电传感器的工作原理、磁电感应传感器：一种转换被测(如振动、位移、速度等)的传感器。)转换成电信号。无源传感器：不需要辅助电源将被测物体的机械量转换成易于测量的电信号。特点：输出功率高，性能稳定，有一定的工作带宽(10 10 1000赫兹)。根据电磁感应原理，当n匝线圈在恒定磁场中运动时，通过线圈的磁通量被设定为，那么线圈中的感应电势e与磁通量变化率d /dt的关系如下：6，法拉第电磁感应定律，7，2，分类，恒定磁通量和可变磁通量。即动圈传感器和磁阻传感器。根据上述工作原理，磁电感应传感器仅适用于动态测量。磁路系统产生恒定的磁场，磁路中的工作气隙是固定的，因此气隙中的磁通量也是恒定的。弹簧很软，运动部件的质量相对较大。当带有待测振动体的壳体的振动频率足够高(远高于传感器的固有频率)时，运动部件的惯性非常大，与振动体一起振动为时已晚，并且振动体几乎静止，振动能量几乎完全被弹簧吸收。永磁体和线圈之间的相对运动速度接近振动体的振动速度，并且磁体和线圈之间的相对运动切断磁力线，从而产生感应电势。感应电势的大小与振动速度成正比。1.永久磁通原理。9.传感器外壳连接到待测量的振动体。当外壳与待测量的振动体一起振动时，运动部件(弹簧和线圈)没有时间与振动体一起振动，并且几乎静止不动。线圈切断磁力线，产生感应电势。感应电势的大小与振动速度成正比。(a)动圈式；(b)动铁式图5-3永磁磁通磁电传感器结构示意图，1。永久磁通型：动圈型，动铁型，11，1。动圈磁电感应式传感器(永磁磁通型)，动圈磁电感应式传感器：这种传感器的基本形式是速度传感器，它可以直接测量线速度或角速度，也可以用来测量位移或加速度。可分为线速度型和角速度型等。图5-1移动线圈传感器的线速度类型和角速度类型，12，1-永磁体；2-软磁体；3-感应线圈；4-测量齿轮；5个内齿轮；6-外齿轮；7-旋转轴(A)打开磁通量；闭合磁通量图5-2可变磁通量磁电传感器的结构图。2.磁阻传感器(可变磁通传感器或可变气隙传感器)可分为开放式磁路可变磁通传感器和封闭式磁路可变磁通传感器。可变磁通量传感器不需要高环境条件每次转动一个齿时，齿的凹凸导致磁路磁阻改变一次，磁通量也改变一次，从而在线圈中产生感应电势。当齿数z=60时，结构简单，但输出信号小，在高速轴上安装齿轮很危险，不适合测量高速。14，1-永磁体；2-软磁体；3-感应线圈；4-测量齿轮；5个内齿轮；6-外齿轮；7轴(B)闭合磁通量图5-2可变磁通量磁电传感器结构图，闭合磁路可变磁通量型：由内齿轮和外齿轮、安装在轴上的永磁体和感应线圈组成，内齿轮和外齿轮的齿数相同。当转轴连接到被测转轴上时，外齿轮不动，内齿轮随被测轴转动，内外齿轮的相对转动导致气隙磁阻周期性变化，从而导致磁路中的磁通量变化，导致线圈中感应电动势的周期性变化。感应电势的频率与测量的转速成正比。15、知识点2磁电感应传感器基本特性，3、磁电感应传感器测量电路，图5-5磁电感应传感器测量电路图，磁电感应传感器直接输出电动势，且通常具有高灵敏度，一般不需要高增益放大器。磁电感应传感器是一种速度传感器。为了获得测量的位移或加速度信号，需要积分电路或微分电路。光电速度传感器是根据光敏二极管的工作原理制造的一种电子器件，用来检测光强的变化。当发射的光被目标反射或阻挡时，接收器感测相应的电信号。它包括调制光源、光敏元件组成的光学系统、放大器、开关或模拟输出装置。光波：波长为10 106纳米的电磁波。可见光波长：380 780纳米；紫外波长：10 380纳米；红外波长：780 106纳米。首先，光的特性，光和光源的特性，光具有反射、折射、散射、衍射、干涉和吸收的特性。光的粒子性质：光是以光速运动的粒子流(光子)。一束有频率的光由具有相同能量的光子组成。每个光子的能量越高，光的频率越高(即波长越短)，光子的能量就越大。电磁光谱，18，1，光特性，光特性和光源，电磁光谱，19，2，普通光源，光特性和光源，20，2，普通光源，光特性和光源，808纳米高功率半导体激光器，650纳米半导体激光器，1.55微米半导体激光器模块，21，1，光电效应的基本概念，光电效应，光电效应是光电传感器的基本转换原理。外部光电效应和内部光电效应。内部光电效应，外部光电效应，22，外部光电效应：物体中的电子从物体表面逃逸并向外发射的现象。基于外部光电效应的光电器件包括光电池、光电倍增管等。(3)逃逸的光电子具有动能。(4)从照明到电子发射10-9s。(1)光电子能否产生取决于光子能量是否大于物体的表面电子功函数。(2)当入射光的光谱成分不变时，产生的光电流与光强成正比。光电效应，23，光敏电阻：内部光电效应器件。光敏电阻，基本结构：在玻璃基板上涂一层光敏半导体材料，两端设置梳状金属电极，半导体上涂一层漆膜。1.基本结构和工作原理，工作原理：光电导效应。当光敏电阻被点亮时，光生电子-空穴对增加，电阻降低，电流增加。在密封良好、使用合理的情况下，光刻胶的使用寿命几乎是无限的。(1)光电二极管的结构与普通二极管相似。在透明玻璃外壳中，PN结安装在玻璃外壳上光电装置，4。光电二极管和光电晶体管，1。结构和原理。因此，光电二极管在未曝光时处于关闭状态，而在曝光时处于开启状态。26，光电器件，27，光电开关：使用光敏元件接收变化的入射光，并执行光电转换，同时执行某种形式的放大和控制以获得最终控制输出“开”和“关”信号的器件。光电器件、光电开关、透射式光电开关：发光元件和接收元件的光轴重合。当不透明物体经过时，光路将被阻挡，使得接收元件不能接收来自发光元件的光，从而起到检测作用。反射式光电开关：发光元件和接收元件的光轴在同一平面上，并以一定的角度相交，交点一般是被测物体所在的位置。当有物体经过时，接收元件将接收从物体表面反射的光，而不是当没有物体时。光电开关特点：体积小、速度快、非接触式、易于与TTL、MOS等电路结合。28，1。直接光电速度传感器，其中n是磁盘上的孔数；n是转速；f是脉冲频率。图5-6是直接光电转速传感器的结构示意图。光电转换器由独立且相对放置的光发射器和光接收器组成。当目标通过光发射器和光接收器之间并阻挡光时，传感器输出信号。它是最有效和最可靠的检测设备。29，2，反射式光电速度传感器，图5-7反射式光电速度传感器结构示意图。当待测物体旋转时，粘贴在物体上的发射纸与物体一起旋转，红外接收管根据反射光的强度产生相应的变化信号。信号经电路处理后，显示电路可显示待测物体的转速大小。红外发射管红外接收管光学系统(透镜、半透镜)红外发射纸，30，光电传感器应用，光纤光电开关，短缺检测或计数，机械手控制，螺杆长度和存在检测，断线监控，31，光电传感器应用，光电开关应用，不同高度物体的识别，高度辨别，缺失部件去除，料位控制，32，光电传感器应用，光电开关应用，自动扶梯自动启动和停止，汽车通过检测，汽车喷涂控制，门窗防盗控制，33， 光电传感器应用、光幕传感器应用、自动装配机的入侵检测、机器人工作区域的安全检测、34、涡流效应、3、涡流式速度传感器、35、电磁炉内部的励磁线圈、电磁炉的工作原理、36、当线圈放置在金属导体附近时，将通过高频信号i1的正弦交变磁场在金属导体中产生涡流。 涡流将产生电磁场，该电磁场将作用于线圈，改变电感，如果线圈L的外部尺寸和电流频率不变，电感变化的程度将取决于线圈L和金属板之间的距离、金属板材料的电阻率和磁导率。基本工作原理，37，38，涡流传感器的物理图，39，在软磁材料的输入轴上加工键槽，涡流传感器布置在远离输入轴表面d0的位置，并且输入轴与被测旋转轴连接。当被测旋转轴旋转时，输入轴随之旋转，从而导致传感器和输入轴之间的距离发生电变化。由于涡流类型，这种变化将导致振荡电路的品质因数发生变化，从而导致传感器线圈的电感随着变化而变化。它们将直接影响振荡器的电压幅度和振荡频率。当输入轴旋转时，振荡器输出的信号包括与转速成比例的脉冲频率信号fn。这种传感器可以实现非接触测量，最高测量速度可以达到。图5-8涡流s型工作原理图式中，I-转速信号面板每转输出信号的数量；J信号盘旋转一周时发动机的转数(当信号盘安装在曲轴上时，j=1；当信号盘安装在凸轮轴上时，j=2)；T单片机输入捕捉两个相邻上升沿之间的计算时间差。42，霍尔效应，将具有长度L、宽度B和厚度D的半导体晶片放置在具有磁感应强度B的磁场中(磁场的方向垂直于晶片)。当电流I流动时，将在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势u。43，霍尔效应演示，44，将具有长度l、宽度b和厚度d的半导体晶片放置在具有磁感应强度b的磁场中(磁场的方向垂直于晶片)。当电流I流动时，将在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势u。霍尔传感器能探测到多少？检测电流和磁场，检测可以随磁场变化的其他物理量(位移、压力、振动和转速)，46，霍尔型传感器的应用，霍尔型位移传感器，霍尔型加速度传感器，47，霍尔型压力传感器，48，(a)径向磁极(B)轴向磁极(C)阻挡型，因此，可以检测旋转物体的物理量，例如转数、转速、角度和角速度。叶轮和磁铁固定在转轴上，用流体(气体和液体)推动叶轮旋转，形成流速和流量传感器。车轮转轴上安装有磁铁，靠近磁铁的位置安装有霍尔开关电路，可以制作速度计、里程表等。霍尔式转速传感器49、软铁分流片、开关