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閱讀：2197發(fā)布時(shí)間：2020-9-3
磁電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理和特點(diǎn)
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是利用磁電感應(yīng)來測(cè)量物體轉(zhuǎn)速的，屬于非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)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(cè)量，有很好的抗干擾性能，多用于發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)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(cè)量對(duì)象轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器的線圈會(huì)產(chǎn)生磁力線，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)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(dòng)勢(shì)。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的電壓大小，和被測(cè)對(duì)象轉(zhuǎn)速有關(guān)，被測(cè)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(cè)物體的轉(zhuǎn)速超過磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量范圍時(shí)，磁路損耗會(huì)過大，使得輸出電勢(shì)飽甚至是銳減。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的特點(diǎn)
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作方式?jīng)Q定了它有很強(qiáng)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(hào)強(qiáng)，測(cè)量范圍廣，齒輪、曲軸、輪輻等部件，及表面有縫隙的轉(zhuǎn)動(dòng)體都可測(cè)量。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作維護(hù)成本較低，運(yùn)行過程無需供電，*是靠磁電感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)測(cè)量，同時(shí)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)也不需要機(jī)械動(dòng)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(jī)正在經(jīng)歷以柴油機(jī)電控化為核心的第3 次技術(shù)飛躍。ECU 技術(shù)是柴油機(jī)電控化的核心技術(shù)之一，它采集發(fā)動(dòng)機(jī)的相位、轉(zhuǎn)速（ n ） 、燃油壓力、油門位置、溫度等信號(hào),通過一定的算法得出泵油和噴油的參數(shù)，并驅(qū)動(dòng)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(hào)是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)序的基礎(chǔ)，其作用相當(dāng)于芯片中的時(shí)鐘。發(fā)動(dòng)機(jī)的n 、噴油相位以及判缸信號(hào)等都是通過這兩個(gè)傳感器計(jì)算處理得出的。因此，設(shè)計(jì)一種抗*力強(qiáng)，可靠性高的曲軸和凸輪軸傳感器信號(hào)處理模塊對(duì)整個(gè)柴油機(jī)電控單元來說至關(guān)重要。
常用的發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn),故本研究采用兩個(gè)磁電式傳感器分別測(cè)量6 缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和凸輪軸相位信號(hào)。其中,一個(gè)磁電式傳感器用于測(cè)量曲軸相位即48 X信號(hào)（ X 代表齒數(shù)，即曲軸齒輪盤被48 等分,但缺3 個(gè)齒）；另外一個(gè)磁電式傳感器用于判斷凸輪軸相位即7 X 信號(hào)（凸輪軸上的齒輪盤被6 等分，但上止點(diǎn)的位置多1 個(gè)齒）。通過對(duì)7 X 和48 X 信號(hào)的捕捉可計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)靜止的感應(yīng)線圈兩部分組成。當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)，觸fa輪與傳感器之間的間隙周期性變化，磁通量也會(huì)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(hào)。
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(hào)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(dòng)機(jī)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(hào)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(jì)合理的磁電式傳感器信號(hào)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(yàn)測(cè)出傳感器的輸出電壓特性。
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