磁電式傳感器轉(zhuǎn)速測量實驗報告

1、精品磁電式傳感器轉(zhuǎn)速測量實驗報告一.磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理與特點磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理,將輸入運動速度變換成感應(yīng)電勢輸出的 傳感器，屬于非接觸式轉(zhuǎn)速測量儀表。它不需要輔助電源，就能把被測對象的機 械能轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號。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根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律dee = N dt磁通量變化可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，磁通量的變化可由磁鐵與線圈之間的相對變化 和磁路中的磁阻變化引起，因此磁電式轉(zhuǎn)速傳感器分為變磁通式和恒磁通式兩種 結(jié)構(gòu)型式。變磁通式結(jié)構(gòu)中，永久磁鐵與線圈均固

2、定，動鐵心的運動使氣隙和磁路磁阻 變化，引起磁通變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，因此又稱變磁阻式結(jié)構(gòu)，又分為 開磁路與閉磁路兩種結(jié)構(gòu)，如圖1 (a)、(b)。圖1 (a)開磁路式(b)閉磁路式其中：1 永久磁鐵2軟磁鐵3感應(yīng)線圈4測量齒輪5內(nèi)齒輪 6外齒輪 7 轉(zhuǎn)軸本實驗傳感器屬于開磁路變磁通式，其工作原理是：線圈、磁鐵靜止不動，測 量齒輪安裝在被測旋轉(zhuǎn)體上，隨之一起轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)動一個齒，齒的凹凸引起磁路磁 阻變化一次，磁通也就變化一次，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其變化頻率等于被測轉(zhuǎn)速 與測量齒輪齒數(shù)的乘積。閉磁路變磁通式：它由裝在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)齒輪和外齒輪、永久磁鐵和感應(yīng)線圈 組成，內(nèi)外齒輪齒數(shù)相同。當(dāng)轉(zhuǎn)軸

3、連接到被測轉(zhuǎn)軸上時，外齒輪不動，內(nèi)齒輪隨 被測軸而轉(zhuǎn)動，內(nèi)、外齒輪的相對轉(zhuǎn)動使氣隙磁阻產(chǎn)生周期性變化，從而引起磁 路中磁通的變化,使線圈內(nèi)產(chǎn)生周期性變化的感生電動勢。在恒磁通式結(jié)構(gòu)中，工作氣隙中的磁通恒定，感應(yīng)電勢是由于永久磁鐵與線圈之間有相對運動一線圈切割磁力線而產(chǎn)生。分為兩種形式，如圖圖2 (a)線圈不動，磁鐵運動(b)線圈運動，磁鐵不動a=90°e = B Ivsinaa=90°e = BScosina '> BSw式中:B-氣隙磁感應(yīng)強度(Wb/m2)/ 線圈導(dǎo)線總長度(m)5-線圈所包圍的面積(n?)P-線圈和磁鐵間相對運動的速度(m/s)3線圈和磁

4、鐵間相對旋轉(zhuǎn)運動的角速(rad/s)g 運動方向與磁感應(yīng)強度方向的夾角恒磁通式感應(yīng)電動勢與線圈相對磁鐵運動線速度或角速度正比。本實驗的開磁路變磁通式磁電轉(zhuǎn)速傳感器輸出特性由電磁式傳感器工作原 理可知，感應(yīng)電勢的頻率/與被測轉(zhuǎn)速。成正比，采用測頻的方法可以得到被測 物體的頻率/；在齒數(shù)確定的情況下，傳感器線圈輸出感應(yīng)電勢的頻率£正比于 齒輪的轉(zhuǎn)速，其關(guān)系為f = n n式中，n為測量齒輪轉(zhuǎn)速，r/s； z為齒輪被等分的齒數(shù)；£為磁電式傳感器的 輸出信號頻率，Hz。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，也就是說輸岀

5、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，尺表面有縫隙的轉(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，完全是靠磁電感應(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。二.實驗測:實驗臺上的磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的探頭固定在轉(zhuǎn)

6、軸的一側(cè)，測量齒輪安裝在轉(zhuǎn) 軸上，能與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，探頭與齒輪有一個微小的間隙，如圖3所示。測量齒 輪的齒是梯形的，一共有16個齒；傳感器探頭的引出線接入實驗臺模塊通道中, 內(nèi)部有信號處理模塊。信號處理后可以在計算機上顯示，能直接觀察轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動 信息。圖3磁電式轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖精品精品轉(zhuǎn)了實駿臺磴電傳憋器轉(zhuǎn)速測厳（服務(wù)器）轉(zhuǎn)了實驗臺-磁電傳:官器轉(zhuǎn)速測呈（眼務(wù)器）圖3轉(zhuǎn)速1000 r/min時的測量界面啟動實驗臺，讓轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，觀察計算機上的轉(zhuǎn)速監(jiān)控系統(tǒng)，改變不同的轉(zhuǎn)速,記錄觀察結(jié)杲，如圖3、圖4。圖4轉(zhuǎn)速2000 r/min時的測：界面從圖3和圖4可以看到，磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的輸出是電壓脈沖信號，波形的橫軸是時間，縱軸是電壓幅值，下方顯示電壓脈沖信號的頻率，以尺測量齒輪的轉(zhuǎn)