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“传感技术”自学报告之一 转速测量 姓名：赵跃海 班级：物联网13-1 学号：1305040130 2015年12月10日 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录 第1章 转速测量文献综述 1 1.1 转速测量的意义 1 1.2 转速测量现状 1 1.2.1 磁电式转速测量 1 1.2.2 光电式转速测量 1 1.2.3 电感式转速测量 1 1.2.4 等 2 第2章 总体方案设计 3 2.1 方案一 3 2.2 方案二 3 2.3 方案三 3 2.4 方案分析对比 3 2.5 小结 3 第3章 具体设计与特性分析 4 3.1 传感器设计 4 3.2 转换电路设计 4 3.3 传感器总体分析 4 3.4 使用条件和误差补偿 4 3.5 仿真实验 4 3.6 小结 5 总结 6 参考文献 7 附录 8 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行转速测量文献综述 转速测量的意义 1.1.1转速测量的应用领域以及重要性 在机械自动化高速发展的今天，转速是能源设备与动力机械性能测试的一个重要的特性参量，在工业和农业领域都占据了越来越重要的地位，因为动力机械的许多特性参量是根据他们与转速的函数关系来确定的，例如压缩机的排气量，轴功率，内燃机的输出功率。转速测量用于测定电机的转速，常用于电机、电扇、造纸、塑料、化纤、洗衣机、汽车、飞机、轮船等制造业等，而且动力机械的震动，管道气流的脉动，各种零件的磨损状态都与转速有关，对了解设备的运行，提高工农产品的质量和效率有重要意义。 其大小和变化关系着机械运转是否正常。动力机械的许多特性参数往往通过转速来确定，例如电机的输出功率，而且动力机械的振动、管道气流脉动与各种工作零件的磨损状态等也与转速密切相关。及时监测转速的变化可以及时排除机器运转中的许多故障，避免造成更大损失。 1.1.2转速测量总体技术水平与存在的问题 转速测量技术随着科学技术的飞速发展 ,在旋转物体速率测量方式上应用了各种新的技术 ,实现了测量的准确高效、安全便捷。转速表依据测量方式可分为接触式和非接触式两大类 ,转速表依据工作原理和采样方式可分为机械式、光电式、激光式、频闪式、磁电式等。目前使用纯机械式转速表的用户已经越来越少 ,并呈现将被电子计数式转速表逐渐取代的趋势。转速测量范围一般为几十转至几万转 ,测量准确度大多为0.1%以下 ,极少数产品能达到 0 .0 5 % (1) 其中W是线圈匝数，Φ线圈所包围的磁通量。若线圈相对磁场运动速度为v或角速度?，则上式可改为e=-WBlv或者e=-WBS?，l为每匝线圈的平均长度；B线圈所在磁场的磁感应强度；S每匝线圈的平均截面积。 磁电式传感器的分类以及各自的特点 磁电式传感器根据工作原理可以分为变磁通式和恒磁通式，即动圈式和磁阻式传感器。 动圈式磁电感应式传感器：这类传感器的基本形式是速度传感器，能直接测量线速度和角速度，还可以用来测量位移和加速度。由上述工作原理可知，磁电感应式传感器只适用于动态测量。 动圈式磁电感应式传感器可以分为线速度型和角速度型。如下图1.1所示[1] 图1.1动圈式磁电感应式结构原理图 (2)磁阻式传感器：又称为变磁通式传感器或变气隙式传感器，常用来测量旋转物体的角速度，可分为开路变磁通式传感器和闭合変磁通式传感器。变磁通式传感器对环境要求不高，能在-150度到90度温度下工作，也能在油，水雾，灰尘等条件下工作，但它的工作频率下限较高，约为50Hz,上限为100Hz 如图1.2为变磁通式磁电传感器，用来测量旋转物体的角速度。 图1.2变磁通磁电感应式结构原理图 其中（a）为开磁路变磁通式：线圈磁铁静止不动，测量齿轮安装在被测旋转体上，随之一起转动，每转动一个齿，齿轮凸凹引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次。线圈中产生感生电动势，其变化频率等于被测转速与测量尺寸齿数的乘积，这种传感器结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上加装齿轮较危险而不易测量高转速。 其中（b）为闭磁路式，它由装在转抽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，当转轴连接在被测转轴上时，外齿轮不动，内齿轮随被测转轴而转动。内外齿轮的相对转动使气隙磁阻发生周期性变化，从而磁路中的磁通发生变化，使线圈内产生周期性变化的感应电势。感应电动势的频率与被测转速成正比。 如图1.3为恒磁通磁电传感器 图1.3恒定磁通磁电感应式传感器结构原理图 磁路系统产生固定的直流磁场，磁路中的工作气隙固定不变，因而气隙中的磁通也是恒定的，其运动部件可以是线