Mikä on nopeusmittarianturin toimintaperiaate?

Nopeusmittarin anturit muuntaa kohteen nopeuden mitattavissa olevaksi sähköiseksi signaaliksi (kuten jännitteeksi, taajuudelle tai pulssilukemalle), joka sitten käsitellään elektronisesti neulan ohjaamiseksi tai nopeusarvon näyttämiseksi näytöllä. Niiden ydinperiaate perustuu sähkömagneettiseen induktioon, Hall-ilmiöön, valosähköiseen ilmiöön tai Doppler-ilmiöön. Tässä on katsaus siihen, miten erityyppiset nopeusmittarianturit toimivat ja mihin niitä käytetään:
I. Sähkömagneettinen induktionopeusanturi
Kuinka se toimii: Faradayn sähkömagneettisen induktiolain mukaan, kun johtimet (kuten kelat) liikkuvat magneettikentässä, magneettikenttälinjojen leikkaaminen luo indusoidun sähkömotorisen voiman (EMF) (jännitteen). Induktio-emf:n koko on verrannollinen nopeuteen, jolla johdin katkaisee magneettikentän, seuraavasti:
E.L.v.
Jossa,
Luokka B
Se on magneettikentän voimakkuus,
l/
on kelan tehollinen pituus, ja
v. JOHDANTO
Se on leikkausnopeus.
Rakenne:
Magneettisydämet ja käämit: kiinnitetty anturin koteloon muodostamaan vakaan magneettikentän.
Magneettisydämen akseli, joka on liitetty mitattavaan kohteeseen: Kun esine liikkuu, se saa sydämen akselin pyörimään, jolloin kela katkaisee magneettikentän.
Lähtösignaali: Indusoitu sähkömotorinen voima (jännite) on verrannollinen nopeuteen eikä vaadi ulkoista virtalähdettä (passiivinen rakenne).
Sovellus:
Moottorin nopeusanturi: asennettu vetoakselin koteloon tai voimansiirtokoteloon, vaihtovirtasignaalit tuotetaan pyörittämällä magneettipyörää (vaihteilla varustettu roottori). Signaalin amplitudi on verrannollinen nopeuteen ja taajuus heijastaa nopeutta.
Tärinävalvonta: Esimerkiksi SZ-6K-nopeusanturi tarkkailee tärinän nopeutta, amplitudia ja taajuutta antaakseen varhaisen varoituksen pyörivien koneiden, kuten pumppujen ja puhaltimien, toimintahäiriöistä.
Vahvuudet ja heikkoudet:
Vahvuudet: Yksinkertainen rakenne, luotettava, matala taajuusvaste, ulkoista virtalähdettä ei tarvita.
Heikkoudet: Pieni koko, ei sovellu nopeuden mittaukseen; herkkä lämpötilalle, vaativat kompensointipiirin.
ii. Hall-efektin nopeusanturi
Kuinka se toimii: Kun sähkövirta kulkee magneettikenttään asetetun puolijohteen (Hall-elementin) läpi, se muodostaa jännite-eron (Hall-jännite), joka on kohtisuorassa virran ja magneettikentän suuntaan nähden. Kun magneettikentän voimakkuus muuttuu, niin Hall-jännitekin muuttuu tuottaen nopeuteen verrannollisia neliöaalto-pulsseja.
Rakenne:
Hall-elementti: Antaa jatkuvan käyttövirran.
Liipaisinvaihde/magneettinen napapyörä: Muuttaa magneettikentän voimakkuutta mitatun akselin pyöriessä.
Lähtösignaali: taajuus on verrannollinen nopeuteen, amplitudi on seuraava piirin muotoilu.
Käyttötarkoitus: Autojen kampi-/nokka-akselin asentoanturi: Laukaise sytytys- ja polttoaineen ruiskutuspiirit.
Pyörän nopeusanturi (ABS): Tunnistaa pyörien nopeuden estääkseen lukkiutumisen jarrutettaessa.
Vahvuudet ja heikkoudet:
Edut: Kontaktiton mittaus, pitkä käyttöikä, nopea vastenopeus, kätevä digitaalinen lähtösignaalin käsittely.
Heikkoudet: Tarvitaan ulkoinen virtalähde, kohde vaaditaan laukaisua (vaihde/napa).
III. Valosähköinen tehostenopeussensori
Kuinka se toimii: Nopeutta mitataan valon säteilyn, eston tai heijastuksen perusteella. Valonlähteestä (kuten LED) tuleva valo valaisee pyörivän kohteen (tai rei'itetyn/hammastetun levyn) pinnan, kun taas valoherkkä vastaanotin (kuten aa-valodiodi) havaitsee valon muutokset ja tuottaa pulssisignaalin.
Rakenne: Valonlähde ja vastaanotin: sijoitettu vastakkain (lähetys) tai samalle puolelle (heijastus).
Koodilevy/heijastinmerkki: Muuttaa valon reittiä pyörimisen aikana ja tuottaa pulsseja.
Lähtösignaali: Taajuus on verrannollinen nopeuteen ja vaatii myöhemmän piirikäsittelyn.
Käyttötarkoitus: servomoottorit, CNC-työstökoneet, tulostimet ja muut korkean{0}}tarkkuuden mittaukset.
Optinen hiiren nopeuden mittaus: Liikenopeus lasketaan havaitsemalla työpöydälle heijastuneen valon muutokset.
Vahvuudet ja heikkoudet:
Vahvuudet: Kosketusvapaa, korkea tarkkuus, nopea reaktioaika.
Heikkoudet: Herkkä saasteille, ympäristön valo saattaa häiritä, monimutkainen rakenne.
IV. JOHDANTO JOHDANTO Doppler-efektin nopeusanturi
Kuinka se toimii: Kun aaltolähde liikkuu suhteessa tarkkailijaan, havaitsijan vastaanottamien aaltojen taajuus muuttuu (Doppler-siirtymä). Anturit lähettävät sähkömagneettisia aaltoja (tutka-aaltoja tai lasereita), joiden taajuus on verrannollinen kohteen nopeuteen (v) ja taajuus on heijastuneen ja lähettävän aallon välissä (Δf):
Vf
Käyttökohteet: Käytetään nopeuden mittaamiseen: Tutkanopeusmittarit, lasernopeusmittarit.
Teollisuuden valvonta: Metallilevyjen ja paperin langan nopeuden mittaus.
Nesteen nopeuden mittaus: Laser Doppler -nopeusmittarit (LDV) mittaavat nesteen tai kaasun virtausnopeutta.
Plussat ja miinukset
Vahvuudet: Kosketusvapaa, pitkän{0}}etäisyyden mittaus, korkea tarkkuus.
Heikkoudet: Korkeat kustannukset, tarve keskittyä kohteeseen, kulma vaikuttaa mittaustuloksiin (kosinin kompensoinnin tarve).
V. Nopeusmittarin antureiden erityissovellukset autoissa
Ajoneuvon nopeusnäyttö: anturin lähtösignaali käsitellään elektronisesti, ja ajoilmaisin tai näytöt näyttävät nopeuden.
Sähkömagneettinen nopeusmittari: Ohjaa osoittimen taipumista virtasignaalin kautta, suuri tarkkuus.
Digitaalinen nopeusmittari: Näyttää numerot suoraan, mahdollisesti integroituna kojetauluun tai keskusohjausnäyttöön.
Ohjaustoiminnot
Moottorin tyhjäkäyntinopeuden servosäätö: säädä joutokäyntinopeutta, vähennä polttoaineenkulutusta.
Automaattivaihteiston vaihto: määritä vaihdon ajoitus nopeuden ja moottorin kierrosluvun perusteella.
Vakionopeussäädin: Säilytä asetettu nopeus vähentääksesi kuljettajan väsymystä.
Jäähdytystuulettimen ohjaus: säädä tuulettimen nopeutta nopeuden ja moottorin lämpötilan mukaan.