传感器应用实例：磁电式转速传感器的设计
磁电式传感器的转速测量实验报告
磁电式传感器的转速测量实验报告实验目的：1.通过磁电式传感器测量旋转角度和转速。
2.掌握磁电式传感器的工作原理。
3.熟悉使用数字万用表和示波器进行信号测量。
实验器材：1.磁电式传感器2.数字万用表3.示波器4.直流电源5.实验台实验原理：磁电式传感器是一种将磁场、电场和运动简单互相联系的电器元件。
磁电式传感器由磁电感应电路和运放电路构成。
当磁感发生改变时，电感也会随之改变，从而在运放电路中产生输出电压信号。
在本实验中，由于磁电式传感器的内部磁场与传感器转动轴线垂直，因此当传感器转动时，会产生与转动速度成正比的电压输出信号。
根据电压输出信号的变化可以确定传感器电压的周期和频率，从而计算出旋转角度和转速。
实验步骤：1.将磁电式传感器安装在实验台上，并将传感器的输出插头插入数字万用表的电压测量插孔中。
2.将磁电式传感器连接到示波器上，并将示波器调整到适当的范围。
3.将磁电式传感器接入直流电源中，将电压设置在适当范围内。
4.慢慢旋转传感器，观测数字万用表和示波器上的输出信号，记录旋转角度和转速数据。
5.根据记录的数据，分析传感器的性能和工作特点，并进行实验报告撰写。
实验结果：经过实验测量，我们发现磁电式传感器的转速测量的值与理论值相差不大，表明该传感器的测量精度和稳定性较高，可用于工业生产中的转速检测和控制。
实验结论：本次实验通过磁电式传感器测量旋转角度和转速，掌握了磁电式传感器的工作原理，熟悉使用数字万用表和示波器进行信号测量。
实验结果表明，该传感器具有高测量精度和稳定性，可用于工业生产中的转速检测和控制。
磁电式转速传感器测转速实验
磁电式转速传感器测转速实验本文主要介绍磁电式转速传感器的工作原理及其在转速测量中的应用。
通过实验验证它的测速精度，并探究其各种测速原理。
一、磁电式转速传感器的工作原理磁电式转速传感器是一种测量转速的传感器，它利用磁电效应实现测量。
磁电效应是指物质受到磁场作用后，会产生电压或电流变化的现象。
磁电式转速传感器利用磁场作用于旋转铁芯时，感应出的磁场信号，然后将这个信号转化成电信号，从而测量转速。
磁电式传感器主要是由磁场发生装置和信号处理电路组成。
其中磁场发生装置中通常包括磁铁和磁性材料，而信号处理电路包括放大电路、滤波电路和信号采集电路等。
磁电式传感器通过磁场感应出的电压信号，可以测量旋转体的转速。
磁电式转速传感器是一种广泛应用于测量转速的传感器。
它通常被用于汽车、摩托车、机床、船舶、电机、风力发电等领域中的转速测量。
在汽车和摩托车发动机的转速测量中，磁电式传感器常常是通过电子控制模块感应发动机的曲轴转速信号，然后控制点火系统的点火时间，保证引擎始终运转在最佳状态。
在机械系统中，磁电式传感器被广泛应用于螺纹切削加工机床、数控机床、切削机床、磨削机床等精密加工设备的转速测量中。
磁电式传感器由于其测量精度高、探测范围广、安装简单等优点，可广泛应用于各种机械系统的转速测量中。
在风力发电机的控制中，磁电式传感器被应用于测量风力发电机中的转子转速和风轮转速等参数，以保证风力发电机工作的稳定性和安全性。
1、实验目的2、实验器材磁电式转速传感器、旋转体、气缸等。
3、实验方法将旋转体固定在平稳的基座上，然后在旋转体的表面粘贴一个磁铁，并将磁电式传感器固定在旋转体的一侧。
然后将旋转体旋转起来，使磁铁经过磁电式传感器，记录下磁电式传感器测量到的电信号。
通过多次测试，得出磁电式传感器感应的信号的方波峰值时间周期，并计算出转速。
最后，通过计算得出磁电式传感器的测速精度。
4、实验结果通过实验得出磁电式转速传感器的测速精度达到了0.1%。
论磁电式转速传感器在汽车中的应用
《装备维修技术》2021年第13期论磁电式转速传感器在汽车中的应用彭溢润（航空工业苏州长风航空电子有限公司，江苏 苏州 215151）摘 要：在现当代的社会当中，汽车已经是人们必不可少的一个重要交通工具，在汽车中关于转速传感器的应用设计这方面我们进行分析，汽车用转速传感器是去检测汽车发动机转速的，转速传感器应用的是磁感应原理，在检测过程当中并不需要接触，使用的过程当中，转速传感器发出正玄信号箱发动机，从而去判断汽车当前的曲轴位置和转速，在检测的过程当中，主要是通过信号轮去旋转切到磁力线，在这个过程当中，芯片会感受到周围磁场的变化，从而能够反映出信号，这个信号通过发动机内部的调节所输出来的是方波形式的信号，这种信号发出的精确度是非常高的，满足于汽车发动机的精确度需求，使得可燃气体能够更充分的燃烧，从而达到尾气排放的标准，能够更好地发展。
关键词：磁感应；转速；磁力线在目前的发展过程当中，关于磁电式转速传感器已经很好地应用到汽车的装备中，而我们目前需要研究的就是是否这种传感器能够让汽车更好的运行，本篇文章将分析其中的相关参数，确定它是否符合汽车的发展，为汽车的发展做出良好的奠基作用，满足汽车发动机的各项需求，才能够在未来发展的更好，对于目前来说，汽车已经是人类必不可少的一项重要交通工具，所以我们必须要对它的各项性能进行更好的了解，保证他的安全运行，对于本篇文章来说，我们要需说的是关于磁电式转速传感器在汽车中的应用。
1 产品的结构磁电式转速传感器，它的组成结构主要是通过在它的内部放一个永磁体，在这个部位的上下方分别放一根导，分别和南极和北极连接，在一侧的外面放有感应的线圈，线圈两端有输出的端子，这个传感器工作的特点是将它固定在一个速度转动，因为他里面装置着永磁体，其中包含着导磁铁心，他的外面会有一定数量的线圈，其中速度齿轮是由铁磁这种材料做成的，齿轮在转动的时候，传感器通过自己的探头对应出来齿轮的转动是连续不断变化的，出现这种情况的原因是由于传感器内部中存在着一定的磁场，这种磁场会经过探头的表面向周围散发出去，传感器的探头靠近齿轮的时候，就会在这个过程中形成一个磁路，当它们之间通过磁通量的时候，并且达到了一定的数量，就会由于其中的间隙不同使得他们之间的词组发生相应的变化，所以在旋转的过程当中，它的磁通量也是变化着的，传感器周围是由线圈围绕的变化的过程中，相应的就会出现感应电压，在计算过程当中，我们会根据公式去计算相应的数据进行分析。
磁电式速度传感器课件
VS
集成化
集成化是未来传感器的一个重要发展趋势 ，通过将多个传感器元件集成在一个芯片 上，实现传感器的小型化、轻量化、低功 耗等特点，提高传感器的应用范围和性能 。
在新兴领域的应用前景
新能源汽车
随着新能源汽车的快速发展，磁电式速度传 感器在新能源汽车中的应用前景广阔，如用 于电机转速的检测、车辆速度的检测等。
机械结构设计
总结词
机械结构设计是磁电式速度传感器制造中的重要环节，它决定了传感器的精度、稳定性和使用寿命。
详细描述
在机械结构设计中，需要考虑到传感器的尺寸、重量、安装方式等因素，以确保传感器在实际应用中 的可靠性和稳定性。同时，还需要对传感器的材料、热处理等进行优化，以提高其机械性能和耐久性 。
磁路设计
智能交通
智能交通系统是未来交通发展的重要方向， 磁电式速度传感器可以用于智能交通系统中 的车辆速度检测、交通流量统计等方面，提 高交通管理的智能化水平。
THANKS
感谢观看
新型绝缘材料
绝缘材料在磁电式速度传感器的制造 中起着重要作用，新型绝缘材料如氮 化硅、碳化硅等具有高绝缘性、低介 电损耗等特点，能够提高传感器的绝 缘性能和稳定性。
智能化与集成化的发展趋势
智能化
随着人工智能和物联网技术的发展，磁 电式速度传感器将逐渐实现智能化，具 备自适应、自学习、自诊断等功能，提 高传感器的工作效率和可靠性。
应用领域
汽车领域
用于发动机转速、车速、ABS 系统等速度检测。
航空领域
用于飞机轮速、滑行速度等速 度检测。
工业自动化领域
用于电机转速、机械传动速度 等速度检测。
其他领域
如医疗器械、环保设备等需要 进行速度检测的领域。
传感器应用实例：磁电式转速传感器的设计
4.3.3 磁电式转速传感器电路设计 1.电路设计
2. 电路仿真效果图
4.3.4 磁电式传感器的应用
1.磁电式相对速度计
磁电式相对速度计结构如图4-32所示。测量时，壳体固 定在一个试件上，顶杆顶住另一试件，则线圈在磁场中运 动速度就是两试件的相对速度。速度计的输出电压与两试 件的相对速度成正比。相对式速度计可测量的最低频率接 近于零。
2.磁电式扭矩传感器
磁电式扭矩传感器的工作原理如图4-43所示，在 驱动源和负载之间的扭转轴的两侧安装有齿形圆 盘， 它们旁边装有相应的两个磁电传感器。
当齿形圆盘旋转时，圆盘齿凸凹引起磁路气隙的 变化，于是磁通量也发生变化，在线圈中感应出 交流电压，其频率等于圆盘上齿数与转数乘积。
பைடு நூலகம்
4.3.2磁电式转速传感器的特点 磁电式转速传感器的工作方式决定了它有很强的抗干扰性， 能够在烟雾、油气、水汽等环境中工作。磁电式转速传感器 输出的信号强，测量范围广，齿轮、曲轴、轮辐等部件，及 表面有缝隙的转动体都可测量。
磁电式转速传感器的工作维护成本较低，运行过程无需供电， 完全是靠磁电感应来实现测量，同时磁电式转速传感器的运 转也不需要机械动作，无需润滑。磁电式转速传感器的结构 紧凑、体积小巧、安装使用方便，可以和各种二次仪表搭配 使用。
任务4.3 磁电式转速传感器的设计
4.3.1磁电式转速传感器的工作原理 磁电式转速传感器基于电磁感应原理，通过磁电相互作用把
转轴的转速转换成相对应的感应电动势，再经过对输出感应 电动势信号进行处理和分析就可以得到转轴的实际转速。磁 电式转速传感器的结构有开磁路和闭磁路两种。 1. 开磁路磁电式转速传感器
开磁路式转速传感器结构比较简单，但输出信号小，另外 当被测轴振动比较大时，传感器输出波形失真较大。在振 动强的场合往往采用闭磁路式转速传感器。
磁电式传感器转速测量实验报告
磁电式传感器转速测量实验报告摘要：本文用磁电式传感器进行转速测量实验，以了解磁电式传感器的原理和特性，主要进行实验设计、转速测量实验和结果分析。
实验设计包括电参数测试和信号调试，转速测量部分包括摩擦轮模拟转速测量、实时转速测量和转速示波器记录转速波形等。
根据实验结果，磁电式传感器可以正确测量机械转速，连接传感器电源后，可以正确地输出信号，信号的频率随转速的增加而增加，满足形式的趋势；摩擦轮拟测量遵循转速与信号频率的关系，且准确性在实时相关的测量中比较可靠。
关键词：磁电式传感器；转速测量；实验设计；摩擦轮；实时测量1 引言转速测量是工业应用中常用的测量方法，是加工、机械和控制等各个领域的重要内容。
由于转速测量技术与传感器技术紧密相关，因此高精度、高可靠性的传感器被用于对转速的测量、检测和控制，以满足高效、精确的检测要求。
磁电式传感器是一种常用的信号检测传感器，可以直接输出和信号，能够有效地满足转速测量、振动测量、气流测量等领域的需求。
2 实验设计（1）电参数测试首先，确定电源电压，确定磁电式传感器的电参数，用多功能数字仪表测试磁电式传感器的输出电压。
（2）转速测量实验实验中使用摩擦轮模拟汽车转速，将磁电式传感器装在摩擦轮上。
实验中采用两种方式进行转速测量：一是模拟转速测量，即将摩擦轮的转速从慢到快进行按照恒定速度改变，然后用多功能数字仪表测量磁电式传感器的输出频率，并记录摩擦轮转速和传感器输出信号频率之间的关系；二是实时转速测量，即将摩擦轮不断加速，用转速示波器记录摩擦轮和传感器输出信号的波形。
3 结果分析（1）磁电式传感器检测电参数连接传感器电源后，磁电式传感器可以正确地输出信号，且输出的信号频率随转速的增加而增加，满足形式的趋势。
（2）摩擦轮拟测量实验中，摩擦轮拟测量遵循转速与信号频率的关系，我们发现转速和对应频率存在一定的相关性，且准确性在实时相关的测量中比较可靠，在转速范围0-3000 rpm时，精度达到足够的水平。
磁电式转速传感器测速实验
磁电式转速传感器测速实验
一、实验目的：了解磁电式测量转速的原理。
二、基本原理：基于电磁感应原理，Ｎ匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势：发生变化，因此当转盘上嵌入Ｎ个磁棒时，每转一周线
圈感应电势产生Ｎ次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。
三、需用器件与单元：磁电传感器、数显单元测转速档、转动调节2-24V，转动源单元。
四、实验步骤：
1、磁电式转速传感器按下图安装：
传感器端面离转动盘面2mm左右，并且对准反射面内的磁钢。
将磁电式传感器输出端插入数显单元Fi孔。
（磁电式传感器两输出插头插入台面板上二个插孔）
2、将波段开关选择转速测量档。
3将转速调节电源2-24V用引线引入到台面板上转动源单元中转动电源2-24V 插孔，合上主控箱电源开关。
使转速电机带动转盘旋转，逐步增加电源电压观察转速变化情况。
五、思考题：
为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗？。
磁电式转速传感器的优化设计
Ｕ，、 Ｄｔ·－ ｉ ｍ － ｉ ｚａｔ·ｉ－ ｏｎ ｄ’ ｅｓｉ‘ ｇｎ ０ｎ ｍ ａｇｎｅｔＪ ０ｅ● ｌ ｅＣｔ』 ｒｌ● Ｃ ｒｏｔ· ａｔ·ｉ· ｏｎａ’ ｌ
ｓｐｅｅｄ ｓｅｎｓｏｒ
ＸＵ Ｇｕａｎｇ－ｗｅｉ，ＳＯＮＧ Ｃｈｕｎ—ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｘｉｈｕａ Ｕｎ ｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｍａｇｎｅｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｐｅｅｄ ｓｅｎｓｏｒ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ， ａ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ａｐｐｅａｒｓ ｗｈｅｎ ｒｏｔａｔｅ ａｘ ｉｓ ｓｔａｒｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｓｉｇｎａ ｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ，ｍａｇｎｅｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｐｅｅｄ ｓｅｎｓｏｒ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａｎ ｅｎｔｉｒｅｔｙ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｒｉｎｇ ｓｔｎｉｃｔｕｒｅ ｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ａｎｓｏｆｌ Ｍ ａｘｗｅｌｌ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａ ｍａｇｎｅｔｏ—ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｐｅｅｄ ｓｅｎｓｏｒ ｍｏｄｅｌ ｗｈｉｃｈ ｈａ ｓ ａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ
线圈 永久磁铁
鬯
图 １ 磁电式转速传感器结构图
Ｆｉｇ １ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆｍａｇｎｅｔｏｅｌｅｃｔｒｉｅ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｓｅｌｌ￥ｏｒ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.3.1磁电式转速传感器的工作原理 磁电式转速传感器基于电磁感应原理，通过磁电相互作用把
转轴的转速转换成相对应的感应电动势，再经过对输出感应 电动势信号进行处理和分析就可以得到转轴的实际转速。磁 电式转速传感器的结构有开磁路和闭磁路两种。 1. 开磁路磁电式转速传感器
4.3.3 磁电式转速传感器电路设计 1.电路设计
2. 电路仿真效果图
4.3.4 磁电式传感器的应用
1.磁电式相对速度计
磁电式相对速度计结构如图4-32所示。测量时，壳体固 定在一个试件上，顶杆顶住另一试件，则线圈在磁场中运 动速度就是两试件的相对速度。速度计的输出电压与两试 件的相对速度成正比。相对式速度计可测量的最低频率接 近于零。
2.磁电式扭矩传感器
磁电式扭矩传感器的工作原理如图4-43所示，在 驱动源和负载之间的扭转轴的两侧安装有齿形圆 盘， 它们旁边装有相应的两个磁电传感器。
当齿形圆盘旋转时，圆盘齿凸凹引起磁路气隙的 变化，于是磁通量也发生变化，在线圈中感应出 交流电压，特点 磁电式转速传感器的工作方式决定了它有很强的抗干扰性， 能够在烟雾、油气、水汽等环境中工作。磁电式转速传感器 输出的信号强，测量范围广，齿轮、曲轴、轮辐等部件，及 表面有缝隙的转动体都可测量。
磁电式转速传感器的工作维护成本较低，运行过程无需供电， 完全是靠磁电感应来实现测量，同时磁电式转速传感器的运 转也不需要机械动作，无需润滑。磁电式转速传感器的结构 紧凑、体积小巧、安装使用方便，可以和各种二次仪表搭配 使用。
开磁路式转速传感器结构比较简单，但输出信号小，另外 当被测轴振动比较大时，传感器输出波形失真较大。在振 动强的场合往往采用闭磁路式转速传感器。
2. 闭磁路磁电式转速传感器
闭磁路磁电式转速传感器由装在转轴上的内齿轮和外齿轮、 永久磁铁和感应线圈组成，内外齿轮齿数相同。当转轴连 接到被测转轴上时，外齿轮不动，内齿轮随被测轴而转动， 内、外齿轮的相对转动使气隙磁阻产生周期性变化，当内 齿轮和外齿轮的齿凸相对时，气隙最小，磁阻最小，磁通 最大；当内齿轮和外齿轮的齿凹相对时，气隙最大，磁阻 最大，磁通最小。从而引起磁路中磁通的变化，使线圈内 产生周期性变化的感应电动势。显然，感应电势的频率与 被测转速成正比。