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IFM速度傳感器的工作原理

更新時間:2025-07-09   點擊次數(shù):60次

IFM速度傳感器

MX5017

MXD41,7 安戈/赫/2M/中國

金屬齒輪的非接觸檢測

應用于開關(guān)頻率,最高可達 15,000 Hz

可準確檢測齒輪

工作溫度范圍大

經(jīng)由法蘭適配器快速安裝

速度感測器

IFM速度傳感器是工業(yè)自動化領(lǐng)域常用的檢測設備,主要用于測量旋轉(zhuǎn)物體(如電機軸、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技術(shù),常見類型包括電磁感應式、霍爾效應式、光電式等,以下分別介紹各類的核心原理:

一、電磁感應式速度傳感器(磁電式)

核心原理:電磁感應定律

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

工作過程:當齒輪隨軸旋轉(zhuǎn)時,齒牙交替靠近和遠離傳感器的鐵芯。

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

磁通量的變化會在線圈中感應出交變電動勢(電壓信號),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,感應電壓頻率越高)。

傳感器內(nèi)部電路對交變信號進行放大、整形(如轉(zhuǎn)化為方波),輸出脈沖信號或模擬信號(如 4-20mA),后續(xù)設備通過計算脈沖頻率即可得到轉(zhuǎn)速。

IFM速度傳感器特點:

無需外部電源(部分被動式),結(jié)構(gòu)簡單,抗油污、粉塵能力強,適用于惡劣工業(yè)環(huán)境(如齒輪箱、電機轉(zhuǎn)速檢測)。

二、霍爾效應式速度傳感器

核心原理:霍爾效應

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))。

工作過程:霍爾元件處于磁鐵產(chǎn)生的恒定磁場中,當旋轉(zhuǎn)體的磁性部分(如磁鋼)經(jīng)過霍爾元件時,磁場強度發(fā)生變化。

根據(jù)霍爾效應,磁場變化會使霍爾元件兩端產(chǎn)生與磁場強度成正比的霍爾電壓。

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

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

IFM速度傳感器特點:

響應速度快,輸出信號穩(wěn)定,可檢測低速運動,需配合磁性旋轉(zhuǎn)體使用,適用于電機、泵類設備的轉(zhuǎn)速監(jiān)測。

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、反光標記)。

工作過程:透射式:帶孔圓盤隨軸旋轉(zhuǎn),當孔對準發(fā)光二極管與光敏三極管時,光線穿過孔照射到光敏三極管,使其導通;無孔部分遮擋光線時,光敏三極管截止,產(chǎn)生脈沖信號。

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通,非反光區(qū)域無反射則截止,形成脈沖信號。

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。

特點:

精度高,無接觸磨損,適用于潔凈環(huán)境(如食品、醫(yī)藥設備),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)運動的機械量(轉(zhuǎn)速)通過物理效應(電磁感應、霍爾效應、光電轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)化為電信號(脈沖或模擬量),再通過電路處理輸出可被控制系統(tǒng)識別的信號,最終實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的實時監(jiān)測。不同類型的傳感器根據(jù)檢測原理適配不同的應用場景,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。

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