霍尔式传感器转速测量系统的设计.ppt

《霍尔式传感器转速测量系统的设计.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、霍尔式转速传感器设计主讲人：鲍磊组员：冯超张琪琪曹强姜长青蔡庆瑶工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发电机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要分时或连续测量和显示其转速和瞬时转速。转速测量的应用系统在工业生产、科技教育、民用电器等各领域的应用极为广泛，往往成为某一产品或控制系统的核心部分，其各种参数在不同的应用中有其侧重，但转速测量系统普遍的应用在国民经济中，有着重要的意义。目前国内外测量转速的方法很多，按照不同的设计理论可分为以下几种。模拟测速法同步测速法计数测速法型式测量方法使用范围特点备注计数式机械式通过齿轮转动数

2、字轮中、低速简单、价廉光电式来自被测旋转体上的光线使光电管产生电脉冲中、高速数字式电磁式利用磁电转换器将转速变换成脉冲中、高速数字式模拟式机械式利用离心力与转速的平方成正比的关系中、低速简单发电机式利用电机电流或交流电压与转速成正比关系高速可远距离指示测速发电机不同测量方法的比较如下表所示型式测量方法使用范围特点备注模拟式电容式利用电容充、放电与转速成正比的关系中、高速同步式机械式转动带槽的圆盘，观察旋转体的同步关系中速闪光式用已知频率闪光测出旋转体同步的频率中、高速几种常用的转速测量方法（1）直射式光电转速传感器：它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔

3、圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光，通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号转为电信号输出。开孔圆盘上有许多小孔，开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数，因此，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速1.光电式转速测量：光电传感器是采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转变为信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。即n=f/N式中：n-转速f-脉冲频率N-圆盘开孔数。（2）反射式光电传感器：它主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射

4、式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。即n=f如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N。N-反光片或反光贴纸的数量反射式光电转速传感器的结构图（1）面积变化型：图3中是面积变化型的原理，图中电容式转速传感器由两块固定金属板和与转动轴相连的可动金属板构成。可动金属板处于电容量最大的位

5、置，当转动轴旋转180°时则处于电容量最小的位置。电容量的周期变化速率即为转速。可通过直流激励、交流激励和用可变电容构成振荡器的振荡槽路等方式得到转速的测量信号。2.电容式转速测量：电容式转速传感器是一种常用于小负荷转速测量和瞬态转速测量的电参数型数字式传感器。它同其它数字式转速传感器一样,主要是由预变换元件和变换元件两测量中应用较多。介质变化型是在电容器的两个固定电极板之间嵌入一块高介电常数的可动板而构成的。可动介质板与转动轴相连，随着转动轴的旋转，电容器板间的介电常数发生周期性变化而引起电容量的周期性变化，其速率等于转动轴的转速。图中齿轮外沿面作为电容器的动极

6、板,当电容器定极板与齿顶相对时,电容量最大,而与齿隙相对时,电容量最小。因此,电容量的变化频率应与齿轮的转频成正比。（2）介质变化型：变磁阻式转速传感器它属于变磁阻式传感器。变磁阻式传感器的三种基本类型，电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器都可制成转速传感器。电感式转速传感器应用较广，它利用磁通变化而产生感应电势，其电势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种。（1）开磁路式转速传感器（图4a）结构比较简单，输出信号较小，不宜在振动剧烈的场合使用。（2）闭磁路式转速传感器由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成（图

7、4b）。内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时，由于内、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。霍尔式转速传感器原理：是一种采用霍尔原理的的转速传感器。它的感应对象为磁钢。当被测体上嵌入磁钢，随着被测物体转动时，传感器输出与旋转频率相关的脉冲信号，达到测速目的。优点：安装使用方便，通用性好可执行性高、易操作、精度高同时误差比较小，适应于各种复杂环境霍尔传感器本身具有不怕灰尘、油污，安装简易，不易损坏所以霍尔转速传感器是转速传感器中的战斗机。霍尔效应：置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方

8、向不一致时