Care este principiul de funcționare al unui senzor de vitezometru?

Senzorii vitezometrului convertesc viteza unui obiect într-un semnal electric măsurabil (cum ar fi tensiunea, frecvența sau numărul de impulsuri), care este apoi procesat electronic pentru a conduce un ac sau pentru a afișa o valoare a vitezei pe un ecran. Principiul lor de bază se bazează pe inducția electromagnetică, efectul Hall, efectul fotoelectric sau efectul Doppler. Iată o privire asupra modului în care funcționează diferitele tipuri de senzori de viteză și pentru ce sunt utilizați:
I. Senzor de viteză cu inducție electromagnetică
Cum funcționează: Conform legii inducției electromagnetice a lui Faraday, atunci când conductorii (cum ar fi bobinele) se mișcă într-un câmp magnetic, tăierea liniilor de câmp magnetic creează o forță electromotoare indusă (EMF) (tensiune). Mărimea emf de inducție este proporțională cu viteza cu care conductorul taie linia câmpului magnetic, după cum urmează:
E.L.v.
Unde,
Clasa B
Este puterea câmpului magnetic,
l/
este lungimea efectivă a bobinei și
v. INTRODUCERE
Este viteza de tăiere.
Structura:
Miezuri și bobine magnetice: fixate în carcasa senzorului pentru a forma un câmp magnetic stabil.
Axa miezului magnetic conectată la obiectul măsurat: atunci când obiectul se mișcă, acesta conduce arborele central să se rotească, determinând bobina să taie linia câmpului magnetic.
Semnal de ieșire: Forța electromotoare indusă (tensiunea) este proporțională cu viteza și nu necesită alimentare externă (design pasiv).
Aplicație:
Senzor de turație a motorului: montat pe o carcasă a axei motoare sau a transmisiei, semnalele de curent alternativ sunt generate de rotația unei roți magnetice (rotor cu roți dințate). Amplitudinea semnalului este proporțională cu viteza, iar frecvența reflectă viteza.
Monitorizarea vibrațiilor: De exemplu, senzorul de viteză SZ-6K monitorizează viteza, amplitudinea și frecvența vibrațiilor pentru a furniza o avertizare timpurie a defecțiunilor la mașinile rotative, cum ar fi pompele și ventilatoarele.
Puncte tari și puncte slabe:
Puncte forte: Structură simplă, fiabil, răspuns la frecvență joasă, nu este necesară alimentarea externă.
Puncte slabe: Dimensiuni mici, nu sunt potrivite pentru măsurarea vitezei; sensibil la temperatură, necesită circuite de compensare.
ii. Senzor de viteză cu efect Hall
Cum funcționează: Când un curent electric trece printr-un semiconductor (element Hall) plasat într-un câmp magnetic, acesta creează o diferență de tensiune (tensiune Hall) perpendiculară pe direcția curentului și a câmpului magnetic. Pe măsură ce intensitatea câmpului magnetic se modifică, la fel se modifică și tensiunea Hall, producând impulsuri de unde pătrate- proporționale cu viteza.
Structura:
Element Hall: Oferă curent de lucru constant.
Roata de declanșare/Polul magnetic: modifică intensitatea câmpului magnetic pe măsură ce axa măsurată se rotește.
Semnal de ieșire: frecvența este proporțională cu viteza, amplitudinea este necesară modelarea ulterioară a circuitului.
Scop: Senzor de poziție arbore cotit/arbor cu came auto: Declanșați circuitele de aprindere și injecție de combustibil.
Senzor de viteză a roții (ABS): detectează viteza roții pentru a preveni blocarea la frânare.
Puncte tari și puncte slabe:
Avantaje: Măsurare fără contact, durată lungă de viață, viteză de răspuns rapidă, procesare convenabilă a semnalului de ieșire digitală.
Puncte slabe: Este necesară sursa de alimentare externă, ținta trebuie declanșată (angrenaj/stâlp).
III. Senzor de viteză cu efect fotoelectric
Cum funcționează: viteza este măsurată prin emisia, blocarea sau reflectarea luminii. Lumina de la o sursă de lumină (cum ar fi LED-ul) luminează suprafața unui obiect în rotație (sau a unui disc perforat/dintat), în timp ce un receptor fotosensibil (cum ar fi o fotodiodă) detectează modificările luminii și produce semnal de impuls.
Structura: Sursa de lumina si receptorul: amplasate unul fata de celalalt (transmisie) sau pe aceeasi parte (reflexie).
Cod disc/marcator reflectorizant: modifică calea luminii în timpul rotației, producând impulsuri.
Semnal de ieșire: frecvența este proporțională cu viteza și necesită procesarea ulterioară a circuitului.
Scop: servomotoare, mașini-unelte CNC, imprimantă și alte măsurători de{0}}înaltă precizie.
Măsurarea vitezei mouse-ului optic: viteza de mișcare este calculată prin detectarea modificărilor luminii reflectate pe desktop.
Puncte tari și puncte slabe:
Puncte forte: Fără atingere, precizie ridicată, timp de reacție rapid.
Puncte slabe: Sensibil la poluare, poate fi perturbat de lumina ambientală, structură complexă.
IV. INTRODUCERE INTRODUCERE Senzor de viteză cu efect Doppler
Cum funcționează: Când o sursă de undă se mișcă în raport cu un observator, frecvența undelor primite de observator se modifică (deplasare Doppler). Senzorii emit unde electromagnetice (unde radar sau lasere), a căror frecvență este proporțională cu viteza obiectului (v) și frecvența este între undele reflectate și cele emitente (Δf):
Vf
Utilizări: Folosit pentru măsurarea vitezei: vitezometre radar, vitezometre laser.
Monitorizare industrială: Măsurarea vitezei firului de foi de metal și hârtie.
Măsurarea vitezei fluidului: vitezometrele laser Doppler (LDV) măsoară viteza de curgere a unui lichid sau gaz.
Argumente pro şi contra
Puncte forte: măsurare fără atingere,{0}}rază lungă, precizie ridicată.
Puncte slabe: Cost ridicat, necesită concentrarea asupra țintei, unghiul care afectează rezultatele măsurătorii (necesitatea de compensare cosinus).
V. Aplicații specifice aplicațiilor senzorilor vitezometru în automobile
Afișajul vitezei vehiculului: semnalele de ieșire ale senzorului sunt procesate electronic, iar indicatorul de conducere sau ecranele arată viteza.
Vitezometru electromagnetic: Acționează deviația indicatorului prin semnalul curent, de înaltă precizie.
Vitezometru digital: Afișează numerele direct, eventual integrate într-un panou de instrumente sau ecran de control central.
Funcții de control
Servo control al turației la ralanti a motorului: reglați viteza de ralanti, reduceți consumul de combustibil.
Schimbarea transmisiei automate: determinați timpul de schimbare în funcție de turație și turația motorului.
Cruise control: mențineți viteza setată pentru a reduce oboseala șoferului.
Controlul ventilatorului de răcire: reglați viteza ventilatorului în funcție de turație și temperatura motorului.