Kakšen je princip delovanja senzorja merilnika hitrosti?

Senzorji merilnika hitrosti pretvorijo hitrost predmeta v merljiv električni signal (kot so napetost, frekvenca ali število impulzov), ki se nato elektronsko obdela za premikanje igle ali prikaz vrednosti hitrosti na zaslonu. Njihovo osnovno načelo temelji na elektromagnetni indukciji, Hallovem učinku, fotoelektričnem učinku ali Dopplerjevem učinku. Tukaj je pogled na to, kako delujejo različne vrste senzorjev merilnika hitrosti in za kaj se uporabljajo:
I. Elektromagnetni indukcijski senzor hitrosti
Kako deluje: V skladu s Faradayevim zakonom o elektromagnetni indukciji, ko se prevodniki (kot so tuljave) premikajo v magnetnem polju, rezanje silnic magnetnega polja ustvari inducirano elektromotorno silo (EMF) (napetost). Velikost indukcijske emf je sorazmerna s hitrostjo, s katero prevodnik prereže magnetno silnico, kot sledi:
E.L.v.
kje,
razred B
To je moč magnetnega polja,
l/
je efektivna dolžina tuljave in
v. UVOD
To je hitrost rezanja.
Struktura:
Magnetna jedra in tuljave: pritrjene v ohišje senzorja, da tvorijo stabilno magnetno polje.
Os magnetnega jedra, povezana z merjenim predmetom: Ko se predmet premakne, poganja gred jedra, da se vrti, kar povzroči, da tuljava preseka črto magnetnega polja.
Izhodni signal: Inducirana elektromotorna sila (napetost) je sorazmerna s hitrostjo in ne zahteva zunanjega napajanja (pasivna zasnova).
Uporaba:
Senzor hitrosti motorja: nameščen na ohišju pogonske osi ali ohišju menjalnika, signali izmeničnega toka se generirajo z vrtenjem magnetnega kolesa (rotorja z zobniki). Amplituda signala je sorazmerna s hitrostjo, frekvenca pa odraža hitrost.
Nadzor tresljajev: Senzor hitrosti SZ-6K na primer spremlja hitrost, amplitudo in frekvenco tresljajev, da zagotovi zgodnje opozorilo o okvarah v rotacijskih strojih, kot so črpalke in ventilatorji.
Prednosti in slabosti:
Prednosti: Enostavna zgradba, zanesljiv, nizkofrekvenčni odziv, zunanje napajanje ni potrebno.
Slabosti: Majhna velikost, ni primeren za merjenje hitrosti; občutljivi na temperaturo, zahtevajo kompenzacijsko vezje.
ii. Senzor hitrosti na Hallovem učinku
Kako deluje: Ko gre električni tok skozi polprevodnik (Hallov element), postavljen v magnetno polje, ustvari napetostno razliko (Hallovo napetost), pravokotno na smer toka in magnetnega polja. S spreminjanjem jakosti magnetnega polja se spreminja tudi Hallova napetost, ki proizvaja kvadratne-impulze, sorazmerne s hitrostjo.
Struktura:
Hall element: Zagotavlja stalen delovni tok.
Trigger Gear/Magnetic Pole Wheel: Spremeni jakost magnetnega polja, ko se izmerjena os vrti.
Izhodni signal: frekvenca je sorazmerna s hitrostjo, amplituda je potrebna naknadna izoblikovanost vezja.
Namen: Avtomobilski senzor položaja ročične/odmične gredi: sproži vezja za vžig in vbrizgavanje goriva.
Senzor hitrosti koles (ABS): zazna hitrost koles, da prepreči blokiranje pri zaviranju.
Prednosti in slabosti:
Prednosti: brezstično merjenje, dolga življenjska doba, hitra odzivnost, priročna digitalna obdelava izhodnega signala.
Slabosti: Potreben je zunanji napajalnik, tarča se mora sprožiti (orodje/pol).
III. Senzor hitrosti s fotoelektričnim učinkom
Kako deluje: Hitrost se meri z emisijo, blokiranjem ali odbojem svetlobe. Svetloba iz svetlobnega vira (kot je LED) osvetli površino vrtečega se predmeta (ali perforiranega/zobatega diska), medtem ko fotoobčutljiv sprejemnik (kot je fotodioda) zaznava spremembe svetlobe in proizvaja impulzni signal.
Zgradba: Vir svetlobe in sprejemnik: postavljena drug nasproti drugega (prepustnost) ali na isti strani (odboj).
Kodni disk/odsevni marker: spremeni pot svetlobe med vrtenjem in proizvaja impulze.
Izhodni signal: frekvenca je sorazmerna s hitrostjo in zahteva naknadno obdelavo vezja.
Namen: servo motorji, CNC obdelovalni stroji, tiskalnik in druge visoko{0}}natančne meritve.
Merjenje hitrosti optične miške: Hitrost gibanja se izračuna z zaznavanjem sprememb odbite svetlobe na namizju.
Prednosti in slabosti:
Prednosti: Brez dotika, visoka natančnost, hiter odzivni čas.
Slabosti: Občutljivost na onesnaženje, lahko moti ambientalna svetloba, kompleksna struktura.
IV. UVOD UVOD Senzor hitrosti z Dopplerjevim učinkom
Kako deluje: Ko se vir valov premakne glede na opazovalca, se frekvenca valov, ki jih opazovalec sprejme, spremeni (Dopplerjev premik). Senzorji oddajajo elektromagnetno valovanje (radarski valovi ali laserji), katerih frekvenca je sorazmerna s hitrostjo predmeta (v), frekvenca pa je med odbitim in oddajajočim valovanjem (Δf):
Vf
Uporaba: Uporablja se za merjenje hitrosti: Radarski merilniki hitrosti, laserski merilniki hitrosti.
Industrijski nadzor: Merjenje hitrosti žice kovinskih listov in papirja.
Merjenje hitrosti tekočine: laserski Dopplerjev merilnik hitrosti (LDV) meri hitrost pretoka tekočine ali plina.
Prednosti in slabosti
Prednosti: meritve brez dotika,-velikega dosega, visoka natančnost.
Slabosti: visoki stroški, zahtevajo osredotočanje na cilj, kot vpliva na rezultate meritev (potreba po kosinusni kompenzaciji).
V. Posebne aplikacije uporabe senzorjev merilnika hitrosti v avtomobilih
Prikaz hitrosti vozila: izhodni signal senzorja je elektronsko obdelan, indikator vožnje ali zasloni pa prikazujejo hitrost.
Elektromagnetni merilnik hitrosti: poganja odklon kazalca prek trenutnega signala, visoka natančnost.
Digitalni merilnik hitrosti: Prikazuje številke neposredno, po možnosti vgrajen v instrumentno ploščo ali osrednji nadzorni zaslon.
Nadzorne funkcije
Servo nadzor števila vrtljajev motorja v prostem teku: prilagodite število vrtljajev v prostem teku, zmanjšajte porabo goriva.
Prestavljanje s samodejnim menjalnikom: določite čas prestavljanja glede na hitrost in število vrtljajev motorja.
Tempomat: Ohranite nastavljeno hitrost, da zmanjšate utrujenost voznika.
Nadzor hladilnega ventilatorja: prilagodite hitrost ventilatorja glede na hitrost in temperaturo motorja.