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閱讀：2198發(fā)布時間：2020-9-3
磁電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理和特點
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是利用磁電感應(yīng)來測量物體轉(zhuǎn)速的，屬于非接觸式轉(zhuǎn)速測量儀表。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器可用于表面有縫隙的物體轉(zhuǎn)速測量，有很好的抗干擾性能，多用于發(fā)動機等設(shè)備的轉(zhuǎn)速監(jiān)控，在工業(yè)生產(chǎn)中有較多應(yīng)用。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是以磁電感應(yīng)為基本原理來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器由鐵芯、磁鋼、感應(yīng)線圈等部件組成的，測量對象轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)速傳感器的線圈會產(chǎn)生磁力線，齒輪轉(zhuǎn)動會切割磁力線，磁路由于磁阻變化，在感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生電動勢。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的感應(yīng)電勢產(chǎn)生的電壓大小，和被測對象轉(zhuǎn)速有關(guān)，被測物體的轉(zhuǎn)速越快輸出的電壓也就越大，也就是說輸出電壓和轉(zhuǎn)速成正比。但是在被測物體的轉(zhuǎn)速超過磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測量范圍時，磁路損耗會過大，使得輸出電勢飽甚至是銳減。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的特點
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作方式?jīng)Q定了它有很強的抗干擾性，能夠在煙霧、油氣、水汽等環(huán)境中工作。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號強，測量范圍廣，齒輪、曲軸、輪輻等部件，及表面有縫隙的轉(zhuǎn)動體都可測量。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作維護成本較低，運行過程無需供電，*是靠磁電感應(yīng)來實現(xiàn)測量，同時磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的運轉(zhuǎn)也不需要機械動作，無需潤滑。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、安裝使用方便，可以和各種二次儀表搭配使用。
現(xiàn)在的柴油機正在經(jīng)歷以柴油機電控化為核心的第3 次技術(shù)飛躍。ECU 技術(shù)是柴油機電控化的核心技術(shù)之一，它采集發(fā)動機的相位、轉(zhuǎn)速（ n ） 、燃油壓力、油門位置、溫度等信號,通過一定的算法得出泵油和噴油的參數(shù)，并驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器工作。在ECU 中，曲軸和凸輪軸相位傳感器信號是整個發(fā)動機工作時序的基礎(chǔ)，其作用相當于芯片中的時鐘。發(fā)動機的n 、噴油相位以及判缸信號等都是通過這兩個傳感器計算處理得出的。因此，設(shè)計一種抗*力強，可靠性高的曲軸和凸輪軸傳感器信號處理模塊對整個柴油機電控單元來說至關(guān)重要。
常用的發(fā)動機曲軸和凸輪軸相位傳感器有霍爾式傳感器和磁電式傳感器兩種。磁電式傳感器具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、耐沖擊、可靠性高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點,故本研究采用兩個磁電式傳感器分別測量6 缸發(fā)動機的曲軸和凸輪軸相位信號。其中,一個磁電式傳感器用于測量曲軸相位即48 X信號（ X 代表齒數(shù)，即曲軸齒輪盤被48 等分,但缺3 個齒）；另外一個磁電式傳感器用于判斷凸輪軸相位即7 X 信號（凸輪軸上的齒輪盤被6 等分，但上止點的位置多1 個齒）。通過對7 X 和48 X 信號的捕捉可計算發(fā)動機的n 及相位。
1．磁電式傳感器的特性
（1）工作原理
磁電式傳感器的工作原理如圖1 所示，它主要由旋轉(zhuǎn)的觸fa輪（被等分的齒輪盤,上面有多齒或缺齒）和相對靜止的感應(yīng)線圈兩部分組成。當柴油機運行時，觸fa輪與傳感器之間的間隙周期性變化，磁通量也會以同樣的周期變化，從而在線圈中感應(yīng)出近似正弦波的電壓信號。
2）輸出特性由磁電式傳感器工作原理可知，其產(chǎn)生的交流電壓信號的頻率與齒輪轉(zhuǎn)速和齒數(shù)成正比。在齒數(shù)確定的情況下，傳感器線圈輸出的電壓頻率正比于齒輪的轉(zhuǎn)速，其關(guān)系為
F＝（n/60）×Z
式中，n 為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r/ s；z 為觸fa輪被等分的齒數(shù)；f 為磁電式傳感器的輸出信號頻率，Hz 。
磁電式傳感器的輸出電壓不僅與傳感器和觸fa輪間的間隙（ d ） 有關(guān),而且與n 有關(guān)。為了設(shè)計合理的磁電式傳感器信號處理模塊，本研究在不同的d 以及n 條件下,通過大量的試驗測出傳感器的輸出電壓特性。
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