電磁感應(yīng)式傳感器的選型
林建平
發(fā)布于2022-11-17 16:11
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標(biāo)簽:電磁感應(yīng)式傳感器
霍爾傳感器和旋轉(zhuǎn)變壓器都屬于電磁感應(yīng)式傳感器
霍爾傳感器的工作原理基于霍爾效應(yīng)?;魻杺鞲衅饔苫魻柶?、引線和殼體組成,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、動(dòng)態(tài)特性好和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)?;魻杺鞲衅鞒0惭b于電動(dòng)機(jī)本體內(nèi)部,用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。翟爾傳感器的主要選型參數(shù)是工作電壓、測(cè)量范圍、感應(yīng)距離、工作溫度、輸出信號(hào)形式等。
旋轉(zhuǎn)變壓器是用于測(cè)量電動(dòng)機(jī)的角度、位置、速度的電磁感應(yīng)式傳感器。其輸出電壓隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)變壓器位置角變化而變化,與光電編碼器不同的是,其輸出的是模擬信號(hào)而非數(shù)字信號(hào)。旋轉(zhuǎn)變壓器具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、抗干擾能力強(qiáng)、抗惡劣環(huán)境、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是輸出信號(hào)需要專用電路進(jìn)行處理解算,主要應(yīng)用于高溫、高速、高振動(dòng)、高可靠性要求的領(lǐng)域。旋轉(zhuǎn)變壓器的主要選型參數(shù)是額定電壓、額定頻率、變比、最大輸出電壓、零位電壓、輸出相位移、基準(zhǔn)電氣零位、精度等。
1. 磁柵傳感器
磁柵傳感器是利用磁柵與磁頭的磁作用進(jìn)行直線位移和角位移測(cè)量的數(shù)字式傳感器,它由磁柵(磁尺)、磁頭、檢測(cè)電路組成。磁柵上刻有等節(jié)距的磁信號(hào),它是利用磁帶錄音的原理將等節(jié)距周期變化的信號(hào)(正弦波或者矩形波)用錄磁的方法記錄在磁性尺或圓盤上而制成的。磁柵傳感器工作時(shí),磁頭相對(duì)磁柵有一定的相對(duì)位置,通過(guò)讀取磁柵的輸入輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位差即可把磁柵上的磁信號(hào)讀出來(lái),并把被測(cè)位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。磁柵的類型分為測(cè)量直線位移的長(zhǎng)磁柵和測(cè)量角位移的圓磁柵。磁柵優(yōu)點(diǎn)在于價(jià)格低于光柵,測(cè)量范圍寬,易安裝和調(diào)整,抗干擾能力強(qiáng),對(duì)工作環(huán)境要求低,維護(hù)方便,壽命長(zhǎng),制造工藝簡(jiǎn)單。磁柵傳感器的主要選型參數(shù)是結(jié)構(gòu)型式、精度、分辨率、測(cè)量范圍、外形尺寸、響應(yīng)速度等。
2.磁電式傳感器
測(cè)速發(fā)電機(jī)是把機(jī)械轉(zhuǎn)速變換為與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號(hào)的微型電機(jī)。測(cè)速發(fā)電機(jī)分為直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、交流測(cè)速發(fā)電機(jī)、霍爾效應(yīng)測(cè)速發(fā)電機(jī),適用于運(yùn)行環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合。由于光柵、旋轉(zhuǎn)變壓器等傳感器件的可靠性和性能逐步提高,測(cè)速發(fā)電機(jī)的市場(chǎng)份額逐步減少。
綜合來(lái)講,位置傳感器選型的根本準(zhǔn)則是價(jià)格便宜,工作可靠,滿足全系統(tǒng)性能要求。例如,光柵傳感器的精度高,但其抗沖擊的能力不強(qiáng)旋轉(zhuǎn)變壓器抗沖擊、振動(dòng)能力很強(qiáng),若要求旋轉(zhuǎn)變壓器精度很高,則其價(jià)格也就必然高上去,但其能夠耐受-55℃的環(huán)境,故在軍用設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用磁柵抗沖擊、振動(dòng)的能力比較強(qiáng),有時(shí)體積、重量可以做到比較小,但由于本身帶有磁性,會(huì)對(duì)周邊磁敏感器件造成影響。