Jaký je princip činnosti snímače rychloměru?

Senzory rychloměru převádějí rychlost objektu na měřitelný elektrický signál (jako je napětí, frekvence nebo počet pulzů), který je pak elektronicky zpracován tak, aby poháněl jehlu nebo zobrazoval hodnotu rychlosti na obrazovce. Jejich základní princip je založen na elektromagnetické indukci, Hallově jevu, fotoelektrickém jevu nebo Dopplerově jevu. Zde je pohled na to, jak fungují různé typy snímačů rychloměru a k čemu se používají:
I. Elektromagnetický indukční snímač rychlosti
Jak to funguje: Podle Faradayova zákona o elektromagnetické indukci, když se vodiče (jako jsou cívky) pohybují v magnetickém poli, řezání čar magnetického pole vytváří indukovanou elektromotorickou sílu (EMF) (napětí). Velikost indukčního emf je úměrná rychlosti, kterou vodič přerušuje čáru magnetického pole, a to následovně:
E.L.v.
Kde,
třída B
Je to síla magnetického pole,
l/
je efektivní délka cívky a
v. ÚVOD
Je to rychlost řezání.
Struktura:
Magnetická jádra a cívky: jsou upevněny v pouzdře snímače a vytvářejí stabilní magnetické pole.
Osa magnetického jádra spojená s měřeným objektem: Když se objekt pohybuje, pohání hřídel jádra k otáčení, což způsobuje, že cívka přerušuje čáru magnetického pole.
Výstupní signál: Indukovaná elektromotorická síla (napětí) je úměrná rychlosti a nevyžaduje externí napájení (pasivní provedení).
Aplikace:
Snímač otáček motoru: namontovaný na skříni hnací nápravy nebo převodové skříni, signály střídavého proudu jsou generovány otáčením magnetického kola (rotor s ozubenými koly). Amplituda signálu je úměrná rychlosti a frekvence odráží rychlost.
Sledování vibrací: Například snímač rychlosti SZ-6K monitoruje rychlost, amplitudu a frekvenci vibrací, aby poskytl včasné varování před poruchami rotačních strojů, jako jsou čerpadla a ventilátory.
Silné a slabé stránky:
Přednosti: Jednoduchá struktura, spolehlivá, nízkofrekvenční odezva, není potřeba externí napájení.
Slabé stránky: Malá velikost, nevhodné pro měření rychlosti; citlivé na teplotu, vyžadují kompenzační obvody.
ii. Senzor rychlosti s Hallovým efektem
Jak to funguje: Když elektrický proud prochází polovodičem (Hallovým prvkem) umístěným v magnetickém poli, vytváří rozdíl napětí (Hallovo napětí) kolmý na směr proudu a magnetické pole. Se změnou intenzity magnetického pole se mění i Hallovo napětí, které vytváří pulsy čtvercových{1}}vln úměrné rychlosti.
Struktura:
Hallův prvek: Poskytuje konstantní pracovní proud.
Trigger Gear/Magnetic Pole Wheel: Mění sílu magnetického pole při otáčení měřené osy.
Výstupní signál: frekvence je úměrná rychlosti, amplituda je nutná následná úprava obvodu.
Účel: Automobilový snímač polohy klikového/vačkového hřídele: Spuštění zapalování a okruhů vstřikování paliva.
Snímač rychlosti kola (ABS): Detekuje rychlost kola, aby se zabránilo zablokování při brzdění.
Silné a slabé stránky:
Výhody: Bezkontaktní měření, dlouhá životnost, rychlá odezva, pohodlné digitální zpracování výstupního signálu.
Slabé stránky: Potřebné externí napájení, je nutné spustit cíl (ozubené kolo/pól).
III. Snímač rychlosti fotoelektrického efektu
Jak to funguje: Rychlost se měří vyzařováním, blokováním nebo odrazem světla. Světlo ze světelného zdroje (jako je LED) osvětluje povrch rotujícího předmětu (nebo perforovaného/ozubeného kotouče), zatímco fotosenzitivní přijímač (jako je fotodioda) detekuje změny světla a vytváří pulzní signál.
Struktura: Světelný zdroj a přijímač: umístěny proti sobě (vysílání) nebo na stejné straně (odraz).
Kódový disk/reflexní značka: Mění dráhu světla během otáčení a vytváří pulzy.
Výstupní signál: Frekvence je úměrná rychlosti a vyžaduje následné zpracování obvodu.
Účel: servomotory, CNC obráběcí stroje, tiskárny a další-přesná měření.
Optické měření rychlosti myši: Rychlost pohybu se vypočítává na základě detekce změn odraženého světla na ploše.
Silné a slabé stránky:
Přednosti: Bezdotykové, vysoká přesnost, rychlá reakční doba.
Slabé stránky: Citlivý na znečištění, může být rušen okolním světlem, složitá struktura.
IV. ÚVOD ÚVOD Snímač rychlosti s Dopplerovým efektem
Jak to funguje: Když se zdroj vln pohybuje vzhledem k pozorovateli, mění se frekvence vln přijímaných pozorovatelem (Dopplerův posun). Senzory vysílají elektromagnetické vlny (radarové vlny nebo lasery), jejichž frekvence je úměrná rychlosti objektu (v) a frekvence je mezi odraženými a emitovanými vlnami (Δf):
Vf
Použití: Používá se pro měření rychlosti: Radarové rychloměry, laserové rychloměry.
Průmyslový monitoring: Měření rychlosti drátu plechů a papíru.
Měření rychlosti tekutiny: Laserové Dopplerovy velocimetry (LDV) měří rychlost proudění kapaliny nebo plynu.
Pro a proti
Přednosti: Bezdotykové,-měření s velkým dosahem, vysoká přesnost.
Slabé stránky: Vysoká cena, potřeba zaměřit se na cíl, úhel ovlivňující výsledky měření (potřeba kosinusové kompenzace).
V. Specifické aplikace rychloměrných snímačů v automobilech
Zobrazení rychlosti vozidla: výstupní signál snímače je elektronicky zpracován a indikátor jízdy nebo obrazovky ukazují rychlost.
Elektromagnetický rychloměr: Řídí výchylku ukazatele prostřednictvím aktuálního signálu, vysoká přesnost.
Digitální rychloměr: Zobrazuje přímo čísla, případně integrovaný do přístrojové desky nebo centrální ovládací obrazovky.
Ovládací funkce
Řízení servomotoru při volnoběhu motoru: upravte volnoběžné otáčky, snižte spotřebu paliva.
Řazení automatické převodovky: určete čas řazení na základě rychlosti a otáček motoru.
Tempomat: Udržujte nastavenou rychlost, abyste snížili únavu řidiče.
Ovládání chladicího ventilátoru: upravte rychlost ventilátoru podle rychlosti a teploty motoru.