將旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電量輸出的傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器屬于間接式測(cè)量裝置，可用機(jī)械、電氣、磁、光和混合式等方法制造。按信號(hào)形式的不同，轉(zhuǎn)速傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。前者的輸出信號(hào)值是轉(zhuǎn)速的線性函數(shù)，后者的輸出信號(hào)頻率與轉(zhuǎn)速成正比，或其信號(hào)峰值間隔與轉(zhuǎn)速成反比。轉(zhuǎn)速傳感器的種類繁多、應(yīng)用極廣，其原因是在自動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)化儀表中大量使用各種電機(jī)，在不少場(chǎng)合下對(duì)低速(如每小時(shí)一轉(zhuǎn)以下)、高速(如每分鐘數(shù)十萬轉(zhuǎn))、穩(wěn)速(如誤差僅為萬分之幾)和瞬時(shí)速度的精確測(cè)量有嚴(yán)格的要求。常用的轉(zhuǎn)速傳感器有光電式、電容式、變磁阻式以及測(cè)速發(fā)電機(jī)。

轉(zhuǎn)速傳感器由磁敏電阻作感應(yīng)元件，是新型的轉(zhuǎn)速傳感器。核心部件是采用磁敏電阻作為檢測(cè)的元件，再經(jīng)過全新的信號(hào)處理電路令噪聲降低，功能更完善。通過與其它類型齒轉(zhuǎn)速傳感器的輸出波形對(duì)比，所測(cè)到轉(zhuǎn)速的誤差極小以及線性特性具有很好的一致性。感應(yīng)對(duì)象為磁性材料或?qū)Т挪牧?，如磁鋼、鐵和電工鋼等。當(dāng)被測(cè)體上帶有凸起(或凹陷)的磁性或?qū)Т挪牧?，隨著被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器輸出與旋轉(zhuǎn)頻率相關(guān)的脈沖信號(hào)，達(dá)到測(cè)速或位移檢測(cè)的發(fā)訊目的。

轉(zhuǎn)速傳感器的類型

一.?光電式轉(zhuǎn)速傳感器?

光電式轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，主要是通過將光線的發(fā)射與被測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，再以光敏元件對(duì)光線的進(jìn)行感應(yīng)來完成的。光電式轉(zhuǎn)速傳感器從工作方式角度劃分，分為透射式光電轉(zhuǎn)速傳感器和反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器兩種。?

1、投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器?

投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)有讀數(shù)盤和測(cè)量盤，兩者之間存在間隔相同的縫隙。投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器在測(cè)量物體轉(zhuǎn)速時(shí)，測(cè)量盤會(huì)隨著被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)，光線則隨測(cè)量盤轉(zhuǎn)動(dòng)不斷經(jīng)過各條縫隙，并透過縫隙投射到光敏元件上。?

投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的光敏元件在接收光線并感知其明暗變化后，即輸出電流脈沖信號(hào)。投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的脈沖信號(hào)，通過在一段時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)和計(jì)算，就可以獲得被測(cè)量對(duì)象的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。

2、反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器?

反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器是通過在被測(cè)量轉(zhuǎn)軸上設(shè)定反射記號(hào)，而后獲得光線反射信號(hào)來完成物體轉(zhuǎn)速測(cè)量的。反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的光源會(huì)對(duì)被測(cè)轉(zhuǎn)軸發(fā)出光線，光線透過透鏡和半透膜入射到被測(cè)轉(zhuǎn)軸上，而當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射記號(hào)對(duì)光線的反射率就會(huì)發(fā)生變化。?

反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)裝有光敏元件，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)反射率增大時(shí)，反射光線會(huì)通過透鏡投射到光敏元件上，反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器即可發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，而當(dāng)反射光線隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)到另一位置時(shí)，反射率變小光線變?nèi)?，光敏元件無法感應(yīng)，即不會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)。

二、變磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器?

它屬于變磁阻式傳感器。變磁阻式傳感器的三種基本類型，電感式傳感器、變壓器式傳感器和電渦流式傳感器都可制成轉(zhuǎn)速傳感器。電感式轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)用較廣，它利用磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其電勢(shì)大小取決于磁通變化的速率。這類傳感器按結(jié)構(gòu)不同又分為開磁路式和閉磁路式兩種。開磁路式轉(zhuǎn)速傳感器(圖4a)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，輸出信號(hào)較小，不宜在振動(dòng)劇烈的場(chǎng)合使用。閉磁路式轉(zhuǎn)速傳感器由裝在轉(zhuǎn)軸上的外齒輪、內(nèi)齒輪、線圈和永久磁鐵構(gòu)成(圖4b)。內(nèi)、外齒輪有相同的齒數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸連接到被測(cè)軸上一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于內(nèi)、外齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生磁阻變化，在線圈中產(chǎn)生交流感應(yīng)電勢(shì)。測(cè)出電勢(shì)的大小便可測(cè)出相應(yīng)轉(zhuǎn)速值。

三.電容式轉(zhuǎn)速傳感器

它屬于電容式傳感器，有面積變化型和介質(zhì)變化型兩種。?

1、面積變化型?

圖3中是面積變化型的原理，圖中電容式轉(zhuǎn)速傳感器由兩塊固定金屬板和與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連的可動(dòng)金屬板構(gòu)成?？蓜?dòng)金屬板處于電容量最大的位置，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)180°時(shí)則處于電容量最小的位置。電容量的周期變化速率即為轉(zhuǎn)速?？赏ㄟ^直流激勵(lì)、交流激勵(lì)和用可變電容構(gòu)成振蕩器的振蕩槽路等方式得到轉(zhuǎn)速的測(cè)量信號(hào)。

2、介質(zhì)變化型?

介質(zhì)變化型是在電容器的兩個(gè)固定電極板之間嵌入一塊高介電常數(shù)的可動(dòng)板而構(gòu)成的?？蓜?dòng)介質(zhì)板與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)，電容器板間的介電常數(shù)發(fā)生周期性變化而引起電容量的周期性變化，其速率等于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。?

圖中齒輪外沿面作為電容器的動(dòng)極板，當(dāng)電容器定極板與齒頂相對(duì)時(shí)，電容量最大，而與齒隙相對(duì)時(shí)，電容量最小。因此，電容量的變化頻率應(yīng)與齒輪的轉(zhuǎn)頻成正比。

四、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器?

霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的主要工作原理是霍爾效應(yīng)，也就是當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬部件通過霍爾傳感器的磁場(chǎng)時(shí)會(huì)引起電勢(shì)的變化，通過對(duì)電勢(shì)的測(cè)量就可以得到被測(cè)量對(duì)象的轉(zhuǎn)速值。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的主要組成部分是傳感頭和齒圈，而傳感頭又是由霍爾元件、永磁體和電子電路組成的。?

1、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理?

霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在測(cè)量機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)速時(shí)，被測(cè)量機(jī)械的金屬齒輪、齒條等運(yùn)動(dòng)部件會(huì)經(jīng)過傳感器的前端，引起磁場(chǎng)的相應(yīng)變化，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件穿過霍爾元件產(chǎn)生磁力線較為分散的區(qū)域時(shí)，磁場(chǎng)相對(duì)較弱，而穿過產(chǎn)生磁力線較為幾種的區(qū)域時(shí)，磁場(chǎng)就相對(duì)較強(qiáng)。?

霍爾轉(zhuǎn)速傳感器就是通過磁力線密度的變化，在磁力線穿過傳感器上的感應(yīng)元件時(shí)，產(chǎn)生霍爾電勢(shì)。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的霍爾元件在產(chǎn)生霍爾電勢(shì)后，會(huì)將其轉(zhuǎn)換為交變電信號(hào)，最后傳感器的內(nèi)置電路會(huì)將信號(hào)調(diào)整和放大，輸出矩形脈沖信號(hào)。?

2、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量方法?

霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量必須配合磁場(chǎng)的變化，因此在霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量非鐵磁材質(zhì)的設(shè)備時(shí)，需要事先在旋轉(zhuǎn)物體上安裝專門的磁鐵物質(zhì)，用以改變傳感器周圍的磁場(chǎng)，這樣霍爾轉(zhuǎn)速傳感器才能準(zhǔn)確的捕捉到物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。?

霍爾轉(zhuǎn)速傳感器主要應(yīng)用于齒輪、齒條、凸輪和特質(zhì)凹凸面等設(shè)備的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速測(cè)量。高轉(zhuǎn)速磁敏電阻轉(zhuǎn)速傳感器除了可以測(cè)量轉(zhuǎn)速以外，還可以測(cè)量物體的位移、周期、頻率、扭矩、機(jī)械傳動(dòng)狀態(tài)和測(cè)量運(yùn)行狀態(tài)等。?

霍爾轉(zhuǎn)速傳感器目前在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用很是廣泛，例如電力、汽車、航空、紡織和石化等領(lǐng)域，都采用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來測(cè)量和監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)速狀態(tài)，并以此來實(shí)施自動(dòng)化管理與控制。?