测速传感器百科
来源:中山电气网 发布时间:2019-01-24 阅读:66

测速传感器简介
测速传感器是对被测物的运行速度进行测量并转化成可输出信号的传感器。单位时间内位移的增量就是速度。速度包括线速度和角速度,与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感器,统称为速度传感器。

线速度传感器(linear velocity transducer )是将感受的线速度转换成可用输出信号的传感器。它是用来测量直线运动速度的传感器,输出电压和被测物体运动速度成线性关系。

角速度传感器也称为陀螺仪,是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。

工作原理
速度传感器按安装形式分为接触式和非接触式两类。

1.接触式速度传感器
这类传感器的工作原理如图所示。当运动物体与旋转式速度传感器接触时,摩擦力带动传感器的滚轮转动。装在滚轮上的转动脉冲传感器,发送出一连串的脉冲。每个脉冲代表着一定的距离值,从而就能测出线速度V。 

2、非接触式速度传感器
非接触式测量原理很多,有光电式(分为直射式,反射式)、磁电式、电涡流式、电容式、霍尔转数传感器等。

(1)光电式速度传感器
光电式速度传感器由光学系统及大面积梳状硅光电池组合构成。将传感器安装在汽车上,镜头对准灯光照射的地面(晴朗天气可以不用灯光照射),如图所示。 


汽车行驶时,地面杂乱花纹通过光学系统,在光电器件上成像,并扫描梳状硅光电池,经广电装换和空间滤波等处理后,广电传感器输出周期性的饿随机窄带信号,该信号的基波频率正比于汽车行驶速度,并且每一周期严格对应地面上走过的一段距离,经过带通跟踪滤波器和整形等预处理后,即可得到随车速变化的脉冲信号。

(2)磁电式速度传感器
磁电式传感器是利用线圈在永久磁场中作相对运动切割磁力线产生与振动速度成正比的电压信号。经放大,微积分可运算测振动速度、位移和加速度。

下图为为磁电式速度传感器的典型结构。 在测振时,传感器固定或紧压于被测系统,磁钢4与壳体2一起随被测系统的振动而振动,装在芯轴6上的线圈5和阻尼环3组成惯性系统的质量块并在磁场中运动。弹簧片1径向刚度很大、轴向刚度很小,使惯性系统既得到可靠的径向支承,又保证有很低的轴向固有频率。阻尼环一方面可增加惯性系统质量,降低固有频率,另一方面在磁场中运动产生的阻尼力使振动系统具有合理的阻尼。


磁电式速度传感器机构示意图

(3)霍尔速度传感器
霍尔速度传感器由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成,永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮。如图所示:

当此轮位于图中(a)所示位置时,穿过霍尔元件的磁力线分散,磁场相对较弱;而当齿轮位于图中(b)所示位置时,穿过霍尔元件的磁力线集中,磁场相对较强。此轮转动时,使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化,因而引起霍尔电压的变化,霍尔元件将输出一个毫伏级的准正弦波电压。

应用
测速传感器应用很广泛,它可应用在生产设备,特种机车,风力发电等。比如板材、管材在线切割,电缆或砂纸速度测量等;由于它们是无接触测量,测量敏感或无法触摸的物体非常适合,如绒布、毛皮等纺织品、涂层或粘胶表面、泡沫橡胶表面物体的测速;还有金属加工业如测量钢铁的速度、双抽速度测量、涂装工艺的控制等。 

分类
速度传感器按安装形式分为接触式和非接触式两类。

(1) 接触式速度传感器
接触式旋转速度传感器结构简单,使用方便。但是接触滚轮的直径是与运动物体始终接触着,滚轮的外周将磨损,从而影响滚轮的周长。而脉冲数对每个传感器又是固定的。影响传感器的测量精度。要提高测量精度必须在二次仪表中增加补偿电路。另外接触式难免产生滑差,滑差的存在也将影响测量的正确性。因此传感器使用中必须施加一定的正压力或着滚轮表面采用摩擦力系数大的材料,尽可能减小滑差。

2、非接触式
非接触式测量原理很多,有光电式(分为直射式,反射式)、磁电式、电涡流式、电容式、霍尔转数传感器等。

(1)光电流速传感器
光电式速度传感器可以测量速度、加速度及位移等多种物理量,具有非接触。宽测速度范围,高准确度,高分辨力,高可靠性和抗干扰能力强等优点,应用广泛。

(2)磁电式速度传感器
磁电式速度传感器为惯性式速度传感器,当有一线圈在穿过其磁通发生变化时,会产生感应电动势,电动势的输出与线圈的运动速度成正比。它的灵敏度高、内阻低。经放大、微积分等运算后可测量振动速度、位移和加速度等。

(3)霍尔速度传感器
霍尔速度传感器以检测磁场的原理工作,具有防尘、防油和防其它会造成光学传感器严重故障的污染。采用霍尔效应,当金属齿经过霍尔传感器前端时,引起磁场变化,霍尔元件检测到磁场变化,并转换成一个交变电信号,传感器内置电路对该信号进行放大、整形,输出良好的矩形脉冲信号,测量频率范围更宽,输出信号更精确定。

在线客服

服务热线

0760-85595888

扫描关注官方微信