德國易福門IFM速度傳感器的分類及原理

速度傳感器是什么

      傳感器（sensor）是一種將非電量（如速度、壓力）的變化轉變為電量變化的原件，根據轉換的非電量不同可分為壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等，是進行測量、控制儀器及設備的零件、附件。

　　velocity在機器人自動化技術中，旋轉運動速度測量較多，而且直線運動速度也經常通過旋轉速度間接測量。例如：測速發電機可以將旋轉速度轉變成電信號，就是一種速度傳感器。測速機要求輸出電壓與轉速間保持線性關系，并要求輸出電壓陡度大，時間及溫度穩定性好。測速機一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測速機的勵磁方式可分為他勵式和永磁式兩種，電樞結構有帶槽的、空心的、盤式印刷電路等形式，其中帶槽式為常用。

速度傳感器種類較多，比較常見的有磁電式、光電式、霍爾式速度傳感器。

一、磁電式速度傳感器

       磁電式傳感器原理圖

磁電式速度傳感器是汽車中常用的傳感器類型之一。

該型傳感器一般由磁鐵和帶有線圈繞組的鐵芯組成；

當信號盤的齒谷及齒頂交替經過帶有永磁鐵及線圈的傳感器時，就會產生一個交變磁場，使線圈產生一個正弦感應電壓，

電壓強度及頻率與轉速有關，轉速越高，感應電動勢越強，磁電式速度傳感器本身就相當于一個交流發電機，所以，磁電式速度傳感器產生的是交流電。

由于該電壓由兩者互感生成，所以安裝間隙不宜過大，一般在0.3-2mm之間。

該型傳感器常用在發動機的曲軸及凸輪軸上，用做計算發動機的轉速及判缸之用，有些自動變速箱上的車速傳感器也采用這種形式的傳感器。

二、霍爾式速度傳感器

    霍爾式速度傳感器是利用霍爾效應原理制成的傳感器。

霍爾效應就是當電流通過磁場中半導體基片（霍爾元件）并且電流方向與磁場方向垂直時，電荷在磁場力的作用下向一側偏移，

在垂直于電流與磁場的霍爾元件的橫向側面上即產生一個與電流和磁場成正比的電壓，這個電壓就稱為霍爾電壓。

原理如下圖所示：

霍爾式傳感器也是通過信號盤經過傳感器時使霍爾元件的磁場強度改變來產生的脈沖電壓，

由于霍爾式傳感器產生的信號強度比較小，所以在傳感器內部加有放大電路。

霍爾元件必須有一個參考電壓及工作回路才能正常工作，

在汽車上參考電壓一般都是5V，

所以在汽車上的霍爾速度傳感器一般有三根線，分別是：

5V電源、回路及信號線。

霍爾式傳感器也是汽車中常用的傳感器類型之一。

三、光電效應式速度傳感器

透光型光電式傳感器

光電式傳感器有透光型和反光型傳感器，

主要就是由發光二極管和光敏晶體管組成，

      汽車中常用透光型光電傳感器，當帶有孔隙的信號盤轉動時，由發光二極管發出的光間斷性照射在光敏晶體管上，光敏晶體管對光的敏感性*，當有光照射到光敏晶體管上時，光敏二極管產生電壓，當光被信號盤上不帶孔的部位遮擋住時則光敏晶體管電壓為0。

該型傳感器可以裝在汽油機的分電器上，也可以裝在凸輪軸上。

磁電式轉速傳感器的動作原理

如圖7所示，葉輪的葉片邊緣貼有反射膜，流體流動時帶動葉論旋轉，頁輪每轉動一周光纖傳輸反光一次，產生一個電脈沖信號。可由檢測到的脈沖數，計算出流速。使脈沖數與葉輪轉速再與流速建立關系。利用標定曲線V=kn+c計算流速V。其中：k為變換系數：c為預置值，n為葉輪轉速。可將葉輪的轉速直接換算成流速。

［2］光電風速傳感器

圖8示出，風帶動風速計旋轉，經齒輪傳動后帶動凸輪成比例旋轉。光纖被徒輪輪番遮斷形成一串光脈沖，經光電管轉換成定信號，經計算可檢測出風速。

非接觸式旋轉速度傳感器壽命長，無需增加補償電路。但脈沖當量不是距離（mm）整數倍，因此速度運算相對比較復雜。

旋轉式速度傳感器的性能可歸納如下：

（1）傳感器的輸出信號為脈沖信號，其穩定性比較好，不易受外部噪聲干擾，對測量電路無特殊要求。

（2）結構比較簡單，成本低，性能穩定可靠。功能齊全的微機芯片，使運算變換系數易于獲得，故目前速度傳感器應用極為普遍。

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