Mi a sebességmérő érzékelő működési elve?

A sebességmérő érzékelők egy tárgy sebességét mérhető elektromos jellé (például feszültség, frekvencia vagy impulzusszám) alakítják át, amelyet ezután elektronikusan feldolgozva tűt hajtanak meg, vagy sebességértéket jelenítenek meg a képernyőn. Alapelvük az elektromágneses indukción, a Hall-effektuson, a fotoelektromos effektuson vagy a Doppler-effektuson alapul. Íme, hogyan működnek a különböző típusú sebességmérő érzékelők, és mire használják őket:
I. Elektromágneses indukciós sebességérzékelő
Hogyan működik: Faraday elektromágneses indukciós törvénye szerint, amikor a vezetők (például tekercsek) mágneses térben mozognak, a mágneses erővonalak elvágása indukált elektromotoros erőt (EMF) (feszültséget) hoz létre. Az indukciós emf mérete arányos azzal a sebességgel, amellyel a vezető elvágja a mágneses erővonalat, az alábbiak szerint:
E.L.v.
Ahol,
B fokozat
Ez a mágneses térerősség,
l/
a tekercs effektív hossza, és
v. BEVEZETÉS
Ez a vágási sebesség.
Szerkezet:
Mágneses magok és tekercsek: az érzékelő házában rögzítve stabil mágneses mezőt képeznek.
Mágneses magtengely, amely a mérendő tárgyhoz kapcsolódik: Amikor a tárgy elmozdul, a mag tengelyét forgásba hozza, aminek következtében a tekercs elvágja a mágneses erővonalat.
Kimeneti jel: Az indukált elektromotoros erő (feszültség) arányos a fordulatszámmal, és nem igényel külső tápellátást (passzív kivitel).
Alkalmazás:
Motor fordulatszám érzékelő: hajtótengely házra vagy sebességváltó házra szerelve váltakozó áramú jeleket generál egy mágneses kerék (fogaskerekes rotor) forgatása. A jel amplitúdója arányos a sebességgel, a frekvencia pedig a sebességet tükrözi.
Rezgésfigyelés: Például az SZ-6K sebességérzékelő figyeli a rezgések sebességét, amplitúdóját és frekvenciáját, hogy korai figyelmeztetést biztosítson a forgógépek, például szivattyúk és ventilátorok meghibásodásaira.
Erősségek és gyengeségek:
Erősségek: Egyszerű felépítés, megbízható, alacsony frekvencia átvitel, nincs szükség külső tápegységre.
Gyengeségek: Kis méret, sebességmérésre nem alkalmas; érzékeny a hőmérsékletre, kompenzációs áramkört igényel.
ii. Hall effektus sebességérzékelő
Működése: Amikor az elektromos áram áthalad egy mágneses térbe helyezett félvezetőn (Hall elemen), akkor az áram és a mágneses tér irányára merőleges feszültségkülönbséget (Hall feszültség) hoz létre. A mágneses térerősség változásával a Hall-feszültség is változik, és a sebességgel arányos négyzet{1}}hullámimpulzusokat hoz létre.
Szerkezet:
Hall elem: Állandó üzemi áramot biztosít.
Kioldó fogaskerék/mágneses póluskerék: Módosítja a mágneses térerősséget, ahogy a mért tengely forog.
Kimeneti jel: frekvencia arányos a fordulatszámmal, amplitúdója utólagos áramkör-alakítás szükséges.
Cél: Gépjárműipari főtengely/vezérműtengely helyzetérzékelő: Kioldó gyújtás és üzemanyag-befecskendező áramkörök.
Keréksebesség-érzékelő (ABS): Érzékeli a kerék sebességét, hogy megakadályozza a blokkolást fékezéskor.
Erősségek és gyengeségek:
Előnyök: Érintés nélküli mérés, hosszú élettartam, gyors válaszidő, kényelmes digitális kimeneti jelfeldolgozás.
Gyengeségek: Külső tápegység szükséges, célt kell indítani (fogaskerék/oszlop).
III. Fotoelektromos hatássebesség-érzékelő
Hogyan működik: A sebességet a fény kibocsátásával, blokkolásával vagy visszaverődésével mérik. A fényforrásból (például LED-ből) érkező fény egy forgó tárgy (vagy perforált/fogazott lemez) felületét világítja meg, míg egy fényérzékeny vevő (például aa fotodióda) érzékeli a fény változásait és impulzusjelet állít elő.
Felépítése: Fényforrás és vevő: egymással szemben (transzmisszió) vagy azonos oldalon (visszaverődés) elhelyezve.
Kódlemez/visszaverő jelző: Megváltoztatja a fény útját forgás közben, impulzusokat hozva létre.
Kimeneti jel: A frekvencia arányos a sebességgel, és utólagos áramköri feldolgozást igényel.
Cél: szervomotorok, CNC szerszámgépek, nyomtató és egyéb nagy pontosságú{0}}mérés.
Optikai egérsebességmérés: A mozgás sebességét az asztalon visszavert fény változásának észlelésével számítják ki.
Erősségek és gyengeségek:
Erősségek: Érintésmentes, nagy pontosságú, gyors reakcióidő.
Gyengeségek: Érzékeny a környezetszennyezésre, zavarhatja a környezeti fény, összetett szerkezet.
IV. BEVEZETÉS BEVEZETÉS Doppler-effektus sebességérzékelő
Hogyan működik: Amikor egy hullámforrás a megfigyelőhöz képest elmozdul, a megfigyelő által fogadott hullámok frekvenciája megváltozik (Doppler-eltolás). Az érzékelők elektromágneses hullámokat (radarhullámokat vagy lézereket) bocsátanak ki, amelyek frekvenciája arányos a tárgy sebességével (v), a frekvencia pedig a visszavert és a kibocsátó hullámok között van (Δf):
Vf
Felhasználás: Sebességmérésre használható: Radar sebességmérők, lézeres sebességmérők.
Ipari felügyelet: Fémlemezek és papír huzalsebességének mérése.
Folyadéksebességmérés: A lézer Doppler sebességmérők (LDV-k) mérik a folyadék vagy gáz áramlási sebességét.
Pro és kontra
Erősségek: Érintésmentes, nagy hatótávú{0}}mérés, nagy pontosság.
Gyengeségek: Magas költség, célpontra összpontosítás, a mérési eredményeket befolyásoló szög (koszinusz kompenzáció szükségessége).
V. Sebességmérő érzékelők speciális alkalmazásai gépjárművekben
Járműsebesség kijelző: az érzékelő kimeneti jelét elektronikusan dolgozzák fel, és a hajtásjelző vagy a képernyők a sebességet mutatják.
Elektromágneses sebességmérő: A mutató eltérítését áramjelen keresztül hajtja meg, nagy pontossággal.
Digitális sebességmérő: közvetlenül jeleníti meg a számokat, esetleg műszerfalba vagy központi vezérlőképernyőbe integrálva.
Vezérlő funkciók
Motor alapjárati fordulatszám szervo-szabályozása: az alapjárati fordulatszám beállítása, az üzemanyag-fogyasztás csökkentése.
Automata sebességváltó: határozza meg a váltási időzítést a fordulatszám és a motorfordulatszám alapján.
Sebességtartó automatika: Tartsa be a beállított sebességet, hogy csökkentse a vezető fáradtságát.
Hűtőventilátor vezérlés: állítsa be a ventilátor sebességét a fordulatszámnak és a motor hőmérsékletének megfelelően.