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IFM速度傳感器的工作原理

更新時(shí)間:2025-07-09   點(diǎn)擊次數(shù):174次

IFM速度傳感器

MX5017

MXD41,7 安戈/赫/2M/中國(guó)

金屬齒輪的非接觸檢測(cè)

應(yīng)用于開關(guān)頻率,最高可達(dá) 15,000 Hz

可準(zhǔn)確檢測(cè)齒輪

工作溫度范圍大

經(jīng)由法蘭適配器快速安裝

速度感測(cè)器

IFM速度傳感器是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域常用的檢測(cè)設(shè)備,主要用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體(如電機(jī)軸、齒輪、傳送帶輪等)的轉(zhuǎn)速或線速度。其工作原理基于不同的檢測(cè)技術(shù),常見類型包括電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、光電式等,以下分別介紹各類的核心原理:

一、電磁感應(yīng)式速度傳感器(磁電式)

核心原理:電磁感應(yīng)定律

結(jié)構(gòu)組成:由磁鐵、線圈、鐵芯等組成,通常搭配一個(gè)帶齒的金屬圓盤(齒輪)安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。

工作過(guò)程:當(dāng)齒輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí),齒牙交替靠近和遠(yuǎn)離傳感器的鐵芯。

齒牙靠近時(shí),鐵芯與齒輪之間的磁隙減小,磁通量增加;齒牙離開時(shí),磁隙增大,磁通量減小。

磁通量的變化會(huì)在線圈中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)(電壓信號(hào)),其頻率與齒輪的轉(zhuǎn)速成正比(轉(zhuǎn)速越高,齒牙交替頻率越快,感應(yīng)電壓頻率越高)。

傳感器內(nèi)部電路對(duì)交變信號(hào)進(jìn)行放大、整形(如轉(zhuǎn)化為方波),輸出脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)(如 4-20mA),后續(xù)設(shè)備通過(guò)計(jì)算脈沖頻率即可得到轉(zhuǎn)速。

IFM速度傳感器特點(diǎn):

無(wú)需外部電源(部分被動(dòng)式),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗油污、粉塵能力強(qiáng),適用于惡劣工業(yè)環(huán)境(如齒輪箱、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè))。

二、霍爾效應(yīng)式速度傳感器

核心原理:霍爾效應(yīng)

結(jié)構(gòu)組成:包含霍爾元件、磁鐵,通常搭配帶磁性的旋轉(zhuǎn)體(如磁鋼、帶凸極的磁環(huán))。

工作過(guò)程:霍爾元件處于磁鐵產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)中,當(dāng)旋轉(zhuǎn)體的磁性部分(如磁鋼)經(jīng)過(guò)霍爾元件時(shí),磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化。

根據(jù)霍爾效應(yīng),磁場(chǎng)變化會(huì)使霍爾元件兩端產(chǎn)生與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的霍爾電壓。

旋轉(zhuǎn)體持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁場(chǎng)周期性變化,霍爾電壓隨之產(chǎn)生周期性脈沖信號(hào),脈沖頻率與轉(zhuǎn)速成正比。

傳感器電路對(duì)脈沖信號(hào)處理后,輸出數(shù)字信號(hào)(如 NPN/PNP 開關(guān)信號(hào))或模擬信號(hào),用于轉(zhuǎn)速計(jì)算。

IFM速度傳感器特點(diǎn):

響應(yīng)速度快,輸出信號(hào)穩(wěn)定,可檢測(cè)低速運(yùn)動(dòng),需配合磁性旋轉(zhuǎn)體使用,適用于電機(jī)、泵類設(shè)備的轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)。

三、光電式速度傳感器

核心原理:光電轉(zhuǎn)換

結(jié)構(gòu)組成:分為透射式(發(fā)光二極管、光敏三極管、帶孔圓盤)和反射式(發(fā)光二極管、光敏三極管、反光標(biāo)記)。

工作過(guò)程:透射式:帶孔圓盤隨軸旋轉(zhuǎn),當(dāng)孔對(duì)準(zhǔn)發(fā)光二極管與光敏三極管時(shí),光線穿過(guò)孔照射到光敏三極管,使其導(dǎo)通;無(wú)孔部分遮擋光線時(shí),光敏三極管截止,產(chǎn)生脈沖信號(hào)。

反射式:旋轉(zhuǎn)體表面有反光貼紙(或反光區(qū)域),發(fā)光二極管發(fā)射的光線照射到旋轉(zhuǎn)體,反光區(qū)域反射光線至光敏三極管使其導(dǎo)通,非反光區(qū)域無(wú)反射則截止,形成脈沖信號(hào)。

脈沖頻率與旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速成正比,經(jīng)電路處理后輸出速度信號(hào)。

特點(diǎn):

精度高,無(wú)接觸磨損,適用于潔凈環(huán)境(如食品、醫(yī)藥設(shè)備),但易受粉塵、油污遮擋影響,需保持光路清潔。

IFM速度傳感器總結(jié)

IFM 速度傳感器的核心邏輯是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械量(轉(zhuǎn)速)通過(guò)物理效應(yīng)(電磁感應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光電轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)(脈沖或模擬量),再通過(guò)電路處理輸出可被控制系統(tǒng)識(shí)別的信號(hào),最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。不同類型的傳感器根據(jù)檢測(cè)原理適配不同的應(yīng)用場(chǎng)景,用戶需根據(jù)環(huán)境(如油污、粉塵)、轉(zhuǎn)速范圍、安裝條件選擇合適的型號(hào)。

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