Hva er arbeidsprinsippet til en hastighetsmålersensor?

Speedometersensorer konverterer et objekts hastighet til et målbart elektrisk signal (som spenning, frekvens eller pulstelling), som deretter behandles elektronisk for å drive en nål eller vise en hastighetsverdi på en skjerm. Deres kjerneprinsipp er basert på elektromagnetisk induksjon, Hall-effekt, den fotoelektriske effekten eller Doppler-effekten. Her er en titt på hvordan ulike typer speedometersensorer fungerer og hva de brukes til:
I. Elektromagnetisk induksjonshastighetssensor
Slik fungerer det: I følge Faradays lov om elektromagnetisk induksjon, når ledere (som spoler) beveger seg i et magnetfelt, skaper kutting av magnetfeltlinjer en indusert elektromotorisk kraft (EMF) (spenning). Størrelsen på induksjons-emk er proporsjonal med hastigheten som lederen kutter magnetfeltlinjen med, som følger:
E.L.v.
Hvor,
Karakter B
Det er magnetfeltstyrken,
l/
er den effektive lengden på spolen, og
v. INNLEDNING
Det er skjærehastigheten.
Struktur:
Magnetiske kjerner og spoler: festet i sensorhuset for å danne et stabilt magnetfelt.
Magnetisk kjerneakse koblet til objektet som måles: Når objektet beveger seg, driver det kjerneakselen til å rotere, noe som får spolen til å kutte magnetfeltlinjen.
Utgangssignal: Den induserte elektromotoriske kraften (spenningen) er proporsjonal med hastigheten og krever ikke ekstern strømforsyning (passiv design).
Søknad:
Motorhastighetssensor: montert på et drivakselhus eller transmisjonshus, genereres vekselstrømsignaler ved rotasjon av et magnetisk hjul (rotor med gir). Signalamplituden er proporsjonal med hastigheten, og frekvensen reflekterer hastigheten.
Vibrasjonsovervåking: For eksempel overvåker SZ-6K hastighetssensor hastigheten, amplituden og frekvensen av vibrasjoner for å gi tidlig varsling om funksjonsfeil i roterende maskineri som pumper og vifter.
Styrker og svakheter:
Styrker: Enkel struktur, pålitelig, lavfrekvent respons, ingen ekstern strømforsyning nødvendig.
Svakheter: Liten størrelse, ikke egnet for hastighetsmåling; følsom for temperatur, krever kompensasjonskretser.
ii. Halleffekt hastighetssensor
Slik fungerer det: Når en elektrisk strøm går gjennom en halvleder (Hall-element) plassert i et magnetfelt, skaper det en spenningsforskjell (Hall-spenning) vinkelrett på retningen til strømmen og magnetfeltet. Når den magnetiske feltstyrken endres, endres også Hall-spenningen, og produserer kvadratiske-bølgepulser proporsjonale med hastigheten.
Struktur:
Hallelement: Gir konstant arbeidsstrøm.
Utløsergir/magnetisk polhjul: Endrer magnetfeltstyrken når målt akse roterer.
Utgangssignal: frekvensen er proporsjonal med hastigheten, amplitude er påfølgende kretsforming er nødvendig.
Formål: Veivaksel/kamakselposisjonssensor for biler: Utløser tennings- og drivstoffinnsprøytningskretser.
Hjulhastighetssensor (ABS): Registrerer hjulhastighet for å forhindre låsing ved bremsing.
Styrker og svakheter:
Fordeler: Kontaktløs måling, lang levetid, rask responshastighet, praktisk digital utgangssignalbehandling.
Svakheter: Ekstern strømforsyning nødvendig, mål må utløses (gir/stang).
III. Fotoelektrisk effekthastighetssensor
Slik fungerer det: Hastighet måles ved utslipp, blokkering eller refleksjon av lys. Lys fra en lyskilde (som LED) lyser opp overflaten til et roterende objekt (eller en perforert/tannet skive), mens en lysfølsom mottaker (som en fotodiode) oppdager endringer i lys og produserer et pulssignal.
Struktur: Lyskilde og mottaker: plassert overfor hverandre (overføring) eller på samme side (refleksjon).
Kodeplate/reflekterende markør: Endrer lysbanen under rotasjon, og produserer pulser.
Utgangssignal: Frekvens er proporsjonal med hastighet og krever påfølgende kretsbehandling.
Formål: servomotorer, CNC-maskinverktøy, skrivere og annen høy-presisjonsmåling.
Optisk mushastighetsmåling: Bevegelseshastigheten beregnes ved å oppdage endringer i reflektert lys på skrivebordet.
Styrker og svakheter:
Styrker: Berøringsfri, høy presisjon, rask reaksjonstid.
Svakheter: Følsom for forurensning, kan bli forstyrret av omgivelseslys, kompleks struktur.
IV. INNLEDNING INNLEDNING Dopplereffekthastighetssensor
Slik fungerer det: Når en bølgekilde beveger seg i forhold til en observatør, endres frekvensen til bølgene observatøren mottar (dopplerskift). Sensorer sender ut elektromagnetiske bølger (radarbølger eller lasere), hvis frekvens er proporsjonal med hastigheten til objektet (v) og frekvensen er mellom de reflekterte og emitterende bølgene (Δf):
Vf
Bruksområder: Brukes til hastighetsmåling: Radarhastighetsmålere, laserhastighetsmålere.
Industriell overvåking: Måling av trådhastighet på metallplater og papir.
Væskehastighetsmåling: Laser-dopplerhastighetsmålere (LDV) måler strømningshastigheten til en væske eller gass.
Fordeler og ulemper
Styrker: Berøringsfri, lang-måling, høy nøyaktighet.
Svakheter: Høye kostnader, krever fokus på mål, vinkel som påvirker måleresultatene (behov for cosinuskompensasjon).
V. Spesifikke bruksområder for Speedometer-sensorer i biler
Vehicle Speed ​​Display: Sensorutgangssignal behandles elektronisk, og kjøreindikator eller skjermer viser hastighet.
Elektromagnetisk speedometer: Driver pekeravbøyning gjennom strømsignal, høy presisjon.
Digitalt speedometer: Viser tall direkte, eventuelt integrert i et instrumentpanel eller sentral kontrollskjerm.
Kontrollfunksjoner
Servokontroll for motorens tomgangshastighet: juster tomgangshastigheten, reduser drivstofforbruket.
Automatisk girskift: Bestem skiftetidspunktet basert på hastighet og motorhastighet.
Cruisekontroll: Oppretthold innstilt hastighet for å redusere førertrøtthet.
Kjøleviftekontroll: juster viftehastigheten i henhold til hastighet og motortemperatur.