学习单元四工程机械用转速传感器

学习单元四.工程机械用转速传感器第一节转速传感器的结构第二节车速传感器的应用第三节测速发电机第一节转速传感器的结构与检修一、转速传感器1.脉冲信号式转速传感器

用以检测发动机的曲轴角位置，通过信号发生机构，把发动机曲轴角位置以电信号的形式检出。当信号转子旋转时，由于转子凸起部位的转动引起磁路空气间隙发生变化，通过信号线圈的磁通也随之变化，按照磁通的变化量，在信号线圈两端产生感应电压。

脉冲信号式转速传感器由于产生电压的方向，总是企图阻碍磁通变化的，当信号转子凸起部分接近或离开信号线圈时，会出现方向相反的交流电压信号。脉冲信号式转速传感器随着信号转子的旋转磁通量是逐渐增加的，信号线圈在阻碍磁通这种变化的方向上产生感应电动势，这时的感应电动势最大。显示信号转子的齿与信号线圈的中心相对，这时产生的磁通最多，磁通变化率却为零，所以，感应电动势为零。脉冲信号式转速传感器随着信号转子的旋转磁通量是逐渐减少的，但在此处磁通变化率最大，信号线圈在阻碍磁通这种变化的方向上产生最大感应电动势。由图可知，高速旋转时的感应电动势要比低速旋转时大一些。脉冲信号式转速传感器曲轴角的检测是根据信号转子及信号线圈产生交流信号而进行的，通过设置几个等间隔的信号转子凸起，即把该凸起间旋转角度检出。脉冲信号式转速传感器根据凸起的个数求得发生的脉冲数（360°×2/转子的凸起数）。因而，若转子有24个凸起，分电器旋转一圈，就产生24个脉冲，每一个脉冲信号检出的就是30°的曲轴角。2.光电式转速传感器(1)安装位置：分电器上并设有与分电器同轴旋转的且被发光二极管和光敏二极管夹持的转子板，转子板上开有用于检测角度信号的360个齿隙和用于检测基准信号的与气缸数相同的检测。发动机机旋转转时，，根据据从发发光二二极管管向光光敏二二极管管发出出的光光，通通过旋旋转板板的检检测窗窗，可可使光光敏二二极管管信号号导通通（ON）或断断开（（OFF），变变换为为脉冲冲信号号送入入电脑脑。（2）光电电式转转速传传感器器的工工作原原理光电式式转速速传感感器对对转速速的测测量，，主要要是通通过将将光线线的发发射与与被测测物体体的转转动相相关联联，再再以光光敏元元件对对光线线进行行感应应来完完成的的。（3）分类类光电式式转速速传感感器从从工作作方式式角度度划分分，分分为：：①投射射式光光电转转速传传感器器②反射射式光光电转转速传传感器器①投射式光电电转速传感感器投射式光电电转速传感感器设有读读数盘和测测量盘，两两者之间存存在间隔相相同的缝隙隙。投射式式光电转速速传感器在在测量物体体转速时，，测量盘会会随着被测测物体转动动，光线则则随测量盘盘转动不断断经过各条条缝隙，并并透过缝隙隙投射到光光敏元件上上。投射式光电电转速传感感器的光敏敏元件在接接收光线并并感知其明明暗变化后后，即输出出电流脉冲冲信号。投投射式光电电转速传感感器的脉冲冲信号，通通过在一段段时间内的的计数和计计算，就可可以获得被被测量对象象的转速状状态。②反射式光光电转速传传感器反射式光电电转速传感感器是通过过在被测量量转轴上设设定反射记记号，而后后获得光线线反射信号号来完成物物体转速测测量的。反射式光电电转速传感感器的光源源会对被测测转轴发出出光线，光光线透过透透镜和半透透膜入射到到被测转轴轴上，而当当被测转轴轴转动时，，反射记号号对光线的的反射率就就会发生变变化。反射式光电电转速传感感器内装有有光敏元件件，当转轴轴转动反射射率增大时时，反射光光线会通过过透镜投射射到光敏元元件上，反反射式光电电转速传感感器即可发发出一个脉脉冲信号，，而当反射射光线随转转轴转动到到另一位置置时，反射射率变小光光线变弱，，光敏元件件无法感应应，即不会会发出脉冲冲信号。由于光电转转速传感器器是以光线线的投射和和接收来完完成转速测测量的一种种转速表。。光电转速速传感器的的设计精密密、应用方方便，使用用范围广泛泛。光电转速传传感器的优优点：结构构紧凑、运运行稳定、、不会对被被测量轴形形成额外负负载等。（4）优点①光电转速速传感器为为非接触式式转速表光电转速传传感器采用用光学原理理制造，属属于非接触触式转速测测量仪表，，它的测量量距离一般般可达200mm左右。光电电转速传感感器的测量量无需与被被测量对象象接触，不不会对被测测量轴形成成额外的负负载，因此此光电转速速传感器的的测量误差差更小，精精度更高。。②光电转速速传感器的的结构紧凑凑光电转速传传感器的结结构紧凑，，主要由投投射光线部部件、接收收光线部件件也就是光光敏元件和和放大元件件等组成，，因此光电电转速传感感器的体积积设计小巧巧、内部结结构精致，，一般重量量不会超过过200g，非常便于于使用者的的携带、安安装和使用用。③光电转速速传感器的的抗干扰性性好光电转速传传感器多采采用LED作为光线投投射部件，，极少会出出现光线停停顿的情况况，也不会会存在灯泡泡烧毁等故故障危险。。另外，光光电转速传传感器的光光源都是经经过特殊方方式调制的的，有极强强的抗干扰扰能力，不不会受普通通光线的干干扰。④光电转速传传感器的测测量能力好好光电转速传传感器可采采用光纤封封装，可测测量微小的的物体，特特别是微小小旋转体的的测量，特特别适用于于高精密、、小元件的的机械设备备测量。光光电转速传传感器的运运行稳定，，有良好的的可靠性，，测量的精精度较高，，能满足使使用者的测测量要求。。3.电磁式转速速传感器（1）作用应用于柴油油机上的电电磁式转速速传感器目目的是检测测发动机的的转速，它它是从喷油油泵获取电电信号，从从而检测出出发动机的的转速。(2)结构永久磁铁周周围绕有线线圈，当钢钢材制成的的齿轮在永永久磁铁附附近旋转时时，通过线线圈的磁力力线发生变变化，产生生电压信号号。（3）工作原理理在永久磁铁铁的周围绕绕有线圈，，线圈周围围有用铁材材料制成的的齿轮，当当齿轮旋转转时，齿轮轮的齿顶和和齿谷与永永久磁铁之之间的空气气隙不断变变化，使通通过线圈的的磁力线也也发生了变变化，于是是在线圈中中便产生交交变电压，，如图（b）所示。交流电压的的频率与发发动机的转转速成正比比，把此交交流电压作作为输入信信号，通过过转速表内内的IC电路增幅和和整形，使使转速表指指示出发动动机的转速速。当齿轮转动动时，每一一个齿可以以产生如图图（b）所示的一一个周期的的电压，该该电压经放放大、整形形后，可变变成图（c）所示的矩矩形波。再经单稳态态电路变换换，使脉宽宽为一定值值，如图（（d）经电流放放大器放大大后输入转转速表中。。因为输出出的脉冲数数是根据发发动机转速速变化的，，所以转速速表是按照照脉冲电流流的平均值值来指示发发动机转速速。第二节.光电式车速速传感器（1）安装位置置：驱动桥壳或或变速器壳壳内（2）结构图1为光电式车车速传感器器的结构，，它用在数数字式速度度表上，由由发光二极极管、光敏敏晶体管以以及安装在在速度表驱驱动轴上的的遮光板构构成。(3)工作原理当遮光板不不能遮断光光束时，发发光二极管管的光射到到光敏晶体体管上，光光敏晶体管管的集电极极中有电流流通过，使使该管导通通，这时三三极管VT也导通，因因此在Si端子上有0V电压输出。。当遮光板遮遮断光束时时，发光二二极管的光光射不到光光敏晶体管管上，光敏敏晶体管的的集电极中中无电流通通过，使该该管截止，，这时三极极管VT也截止，因因此在Si端子上有5V电压输出。。脉冲频率由由车速决定定，车速为为60km/h时，仪表挠挠性驱动轴轴的转速为为637r/min，仪表软轴轴每转一圈圈，传感器器有20个脉冲输出出。第三节测测速发电机机测速发电机机是一种测测量转速的的微型发电电机，它把把输入的机机械转速变变换为电压压信号输出出，并要求求输出的电电压信号与与转速成正正比，即测速速发发电电机机分分直直流流测测速速发发电电机机和和交交流流测测速速发发电电机机两两大大类类。。1.直流流测测速速发发电电机机1.工作作原原理理直流流测测速速发发电电机机实实际际就就是是一一种种微微型型直直流流发发电电机机，，按按定定子子磁磁极极的的励励磁磁方方式式分分为为电电磁磁式式和和永永磁磁式式。。直流流测测速速发发电电机机的的工工作作原原理理与与一一般般直直流流发发电电机机相相同同，，如如图图所所示示。。在在恒恒定定的的磁磁场场中中，，外外部部的的机机械械转转轴轴带带动动电电枢枢以以转转速速旋旋转转，，电电枢枢绕绕组组切切割割磁磁场场从从而而在在电电刷刷间间产产生生感感应应电电动动势势为为2交流流测测速速发发电电机机交流流测测速速发发电电机机分分为为同同步步测测速速发发电电机机和和异异步步测测速速发发电电机机。。1.交流流异异步步测测速速发发电电机机（1）工工作作原原理理交流流异异步步测测速速发发电电机机与与交交流流伺伺服服电电动动机机的的结结构构相相似似，，其其转转子子结结构构有有笼笼型型的的，，也也有有杯杯型型的的，，在在自自动动控控制制系系统统中中多多用用空空心心杯杯转转子子异异步步测测速速发发电电机机。。空心心杯杯转转子子异异步步测测速速发发电电机机定定子子上上有有两两个个在在空空间间上上互互差差90°°电角角度度的的绕绕组组，，一一为为励励磁磁绕绕组组，，另另一一为为输输出出绕绕组组，，如如图图所所示示。。2.交流流同同步步测测速速发发电电机机交流流同同步步测测速速发发电电机机又又分分为为永永磁磁式式、、感感应应子子式式和和脉脉冲冲式式三三种种。。永永磁磁式式同同步步测测速速发发电电机机实实际际就就是是永永磁磁转转子子同同步步发发电电机机，，定定子子绕绕组组感感应应的的交交变变电电势势基基本本与与转转速速成成正正比比。。而而感感应应子子式式和和脉脉冲冲式式同同步步测测速速发发电电机机工工作作原原理理是是一一致致的的：：转转子子转转动动时时，，定定子子、、转转子子齿齿槽槽位位置置相相对对变变化化，，从从而而产产生生脉脉动动的的磁磁场场与与输输出出绕绕组组交交链链，，从从而而