介紹磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理

　　磁電式轉(zhuǎn)速傳感器采用磁電感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)測速，當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過傳感器線圈的磁力線發(fā)生變化，在傳感器線圈中產(chǎn)生周期性的電壓，其幅度與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高輸出電壓越高（0～a段），輸出頻率與轉(zhuǎn)速成正比。

　　由霍爾開關(guān)集成傳感器和磁性轉(zhuǎn)盤組成，霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的各種不同結(jié)構(gòu)。將磁性轉(zhuǎn)盤的輸入軸與被測轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁性轉(zhuǎn)盤便隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在磁性轉(zhuǎn)盤附近的霍爾開關(guān)集成傳感器便可在每一個(gè)小磁鐵通過時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖，檢測出單位時(shí)間的脈沖數(shù)，便可知道被測對象的轉(zhuǎn)速。磁性轉(zhuǎn)盤上的小磁鐵數(shù)目的多少，將決定傳感器的分辨率。

　　磁電式傳感器有時(shí)也稱作電動(dòng)式或感應(yīng)式傳感器，它只適合進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量。由于它有較大的輸出功率，故配用電路較簡單零位及性能穩(wěn)定利用其逆轉(zhuǎn)換效應(yīng)可構(gòu)成力(矩)發(fā)生器和電磁激振器等。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)W匝線圈在均恒磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)穿過線圈的磁通為Φ，則線圈內(nèi)的感應(yīng)電勢e與磁通變化率dΦ/dt有如下關(guān)系:根據(jù)這一原理，可以設(shè)計(jì)成變磁通式和恒磁通式兩種結(jié)構(gòu)型式，構(gòu)成測量線速度或角速度的磁電式傳感器。下圖所示為分別用于旋轉(zhuǎn)角速度及振動(dòng)速度測量的變磁通式結(jié)構(gòu)。變磁通式結(jié)構(gòu)(a)旋轉(zhuǎn)型(變磁))(b)平移型(變氣隙)其中磁鐵1(俗稱\"磁鋼\")與線圈4均固定，動(dòng)鐵心3(銜鐵)的運(yùn)動(dòng)使氣隙5和磁路磁阻變化，引起磁通變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，因此又稱變磁阻式結(jié)構(gòu)。變磁式結(jié)構(gòu)在恒磁通式結(jié)構(gòu)中，工作氣隙中的磁通恒定，感應(yīng)電勢是由于磁鐵與線圈之間有相對運(yùn)動(dòng)--線圈切割磁力線而產(chǎn)生。這類結(jié)構(gòu)有兩種，如下圖所示。恒磁通式結(jié)構(gòu)(a)動(dòng)圈式(b)動(dòng)鐵式圖中的磁路系統(tǒng)由圓柱形磁鐵和極掌、圓筒形磁軛及空氣隙組成。氣隙中的磁場均勻分布，測量線圈繞在筒形骨架上，經(jīng)膜片彈簧懸掛于氣隙磁場中。當(dāng)線圈與磁鐵間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e為式中B--氣隙磁通密度(T)l--氣隙磁場中有效匝數(shù)為W的線圈總長度(m)為l=laW(la為每匝線圈的平均長度)v--線圈與磁鐵沿軸線方向的相對運(yùn)動(dòng)速度(ms-1)。當(dāng)傳感器的結(jié)構(gòu)確定后，式(5-2)中B、la、W都為常數(shù)，感應(yīng)電勢e僅與相對速度v有關(guān)。傳感器的靈敏度為為提高靈敏度，應(yīng)選用具有磁能積較大的磁鐵和盡量小的氣隙長度，以提高氣隙磁通密度B增加la和W也能提高靈敏度，但它們受到體積和重量、內(nèi)電阻及工作頻率等因素的限制。為了保證傳感器輸出的線性度，要保證線圈始終在均勻磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)者的任務(wù)是選擇合理的結(jié)構(gòu)形式、材料和結(jié)構(gòu)尺寸，以滿足傳感器基本性能要求。