Wat is het werkingsprincipe van een snelheidsmetersensor?

Snelheidsmetersensoren zetten de snelheid van een object om in een meetbaar elektrisch signaal (zoals spanning, frequentie of aantal pulsen), dat vervolgens elektronisch wordt verwerkt om een ​​naald aan te drijven of een snelheidswaarde op een scherm weer te geven. Hun kernprincipe is gebaseerd op elektromagnetische inductie, Hall-effect, het foto-elektrische effect of het Doppler-effect. Hier ziet u hoe verschillende soorten snelheidsmetersensoren werken en waarvoor ze worden gebruikt:
I. Elektromagnetische inductiesnelheidssensor
Hoe het werkt: Volgens de elektromagnetische inductiewet van Faraday ontstaat er, wanneer geleiders (zoals spoelen) in een magnetisch veld bewegen, door het snijden van magnetische veldlijnen een geïnduceerde elektromotorische kracht (EMF) (spanning). De grootte van de inductie-emf is als volgt evenredig met de snelheid waarmee de geleider de magnetische veldlijn doorsnijdt:
E.L.v.
Waar,
Graad B
Het is magnetische veldsterkte,
l/
is de effectieve lengte van de spoel, en
v. INLEIDING
Het is de snijsnelheid.
Structuur:
Magnetische kernen en spoelen: vastgezet in de sensorbehuizing om een ​​stabiel magnetisch veld te vormen.
Magnetische kernas verbonden met het te meten object: Wanneer het object beweegt, drijft het de kernas aan om te roteren, waardoor de spoel de magnetische veldlijn doorsnijdt.
Uitgangssignaal: De geïnduceerde elektromotorische kracht (spanning) is evenredig met de snelheid en vereist geen externe voeding (passief ontwerp).
Sollicitatie:
Motorsnelheidssensor: gemonteerd op een aandrijfashuis of transmissiehuis, worden wisselstroomsignalen gegenereerd door de rotatie van een magnetisch wiel (rotor met tandwielen). De signaalamplitude is evenredig met de snelheid en de frequentie weerspiegelt de snelheid.
Trillingsmonitoring: De snelheidssensor SZ-6K bewaakt bijvoorbeeld de snelheid, amplitude en frequentie van trillingen om vroegtijdig te waarschuwen voor storingen in roterende machines zoals pompen en ventilatoren.
Sterke en zwakke punten:
Sterke punten: Eenvoudige structuur, betrouwbaar, lage frequentierespons, geen externe voeding vereist.
Zwakke punten: Klein formaat, niet geschikt voor snelheidsmeting; gevoelig voor temperatuur, vereisen compensatiecircuits.
ii. Hall-effect snelheidssensor
Hoe het werkt: Wanneer een elektrische stroom door een halfgeleider (Hall-element) gaat die in een magnetisch veld is geplaatst, ontstaat er een spanningsverschil (Hall-spanning) loodrecht op de richting van de stroom en het magnetische veld. Naarmate de magnetische veldsterkte verandert, verandert ook de Hall-spanning, waardoor vierkante golfpulsen ontstaan ​​die evenredig zijn met de snelheid.
Structuur:
Hall-element: Zorgt voor een constante werkstroom.
Triggertandwiel/magnetisch poolwiel: Verandert de magnetische veldsterkte terwijl de gemeten as roteert.
Uitgangssignaal: frequentie is evenredig met snelheid, amplitude is daaropvolgende circuitvorming vereist.
Doel: Krukas-/nokkenaspositiesensor voor auto's: Activeer ontstekings- en brandstofinjectiecircuits.
Wielsnelheidssensor (ABS): Detecteert de wielsnelheid om blokkering tijdens het remmen te voorkomen.
Sterke en zwakke punten:
Voordelen: contactloze meting, lange levensduur, hoge reactiesnelheid, comfortabele digitale uitgangssignaalverwerking.
Zwakke punten: Externe voeding nodig, doel moet worden geactiveerd (tandwiel/paal).
III. Snelheidssensor met foto-elektrisch effect
Hoe het werkt: Snelheid wordt gemeten door de emissie, blokkering of reflectie van licht. Licht van een lichtbron (zoals LED) verlicht het oppervlak van een roterend object (of een geperforeerde/getande schijf), terwijl een lichtgevoelige ontvanger (zoals een fotodiode) veranderingen in het licht detecteert en een pulssignaal produceert.
Structuur: Lichtbron en ontvanger: tegenover elkaar geplaatst (transmissie) of aan dezelfde kant (reflectie).
Codeschijf/reflecterende marker: Verandert het lichtpad tijdens rotatie en produceert pulsen.
Uitgangssignaal: De frequentie is evenredig met de snelheid en vereist daaropvolgende circuitverwerking.
Doel: servomotoren, CNC-bewerkingsmachines, printers en andere metingen met hoge-precisie.
Optische muissnelheidsmeting: De bewegingssnelheid wordt berekend door veranderingen in het gereflecteerde licht op het bureaublad te detecteren.
Sterke en zwakke punten:
Sterke punten: contactloos, hoge precisie, snelle reactietijd.
Zwakke punten: Gevoelig voor vervuiling, kan verstoord worden door omgevingslicht, complexe structuur.
IV. INLEIDING INLEIDING Dopplereffect-snelheidssensor
Hoe het werkt: Wanneer een golfbron ten opzichte van een waarnemer beweegt, verandert de frequentie van de door de waarnemer ontvangen golven (Dopplerverschuiving). Sensoren zenden elektromagnetische golven uit (radargolven of lasers), waarvan de frequentie evenredig is met de snelheid van het object (v) en de frequentie ligt tussen de gereflecteerde en uitgezonden golven (Δf):
Vf
Toepassingen: Gebruikt voor snelheidsmeting: radarsnelheidsmeters, lasersnelheidsmeters.
Industriële monitoring: meting van de draadsnelheid van metalen platen en papier.
Vloeistofsnelheidsmeting: Laser Doppler-snelheidsmeters (LDV's) meten de stroomsnelheid van een vloeistof of gas.
Voor- en nadelen
Sterke punten: contactloze meting over grote- afstanden, hoge nauwkeurigheid.
Zwakke punten: Hoge kosten, focus op het doel, hoek die de meetresultaten beïnvloedt (behoefte aan cosinuscompensatie).
V. Specifieke toepassingen van snelheidsmetersensoren in auto's
Voertuigsnelheidsweergave: het uitgangssignaal van de sensor wordt elektronisch verwerkt en de rij-indicator of schermen tonen de snelheid.
Elektromagnetische snelheidsmeter: zorgt voor afbuiging van de wijzer via het stroomsignaal, hoge precisie.
Digitale snelheidsmeter: Geeft cijfers direct weer, mogelijk geïntegreerd in een instrumentenpaneel of centraal bedieningsscherm.
Controlefuncties
Servoregeling stationair toerental motor: pas het stationair toerental aan, verlaag het brandstofverbruik.
Automatische transmissieschakeling: bepaal het schakeltijdstip op basis van snelheid en motortoerental.
Cruisecontrol: Handhaaf de ingestelde snelheid om vermoeidheid van de bestuurder te verminderen.
Koelventilatorregeling: pas de ventilatorsnelheid aan op basis van de snelheid en de motortemperatuur.