Датчики скорости вращения: Датчики скорости — ifm

Содержание

Датчики частоты вращения колеса

Датчик частоты вращения колеса (другое название – датчик скорости вращения колеса) предназначен для определения скорости вращения (числа оборотов) колеса автомобиля. Сигналы датчика используются в работе многих систем активной безопасности, в том числе антиблокировочной системы тормозов, противобуксовочной системы, системы курсовой устойчивости.С помощью информации от датчиков соответствующие блоки управления регулируют силу торможения каждого колеса, что позволяет предотвратить их блокировку (проскальзывание) и в итоге обеспечить устойчивость (управляемость) автомобиля.

Датчик  расположен возле колес (рядом с тормозными дисками для передних колес и в балке заднего моста для задних колес). Задачей датчиков частоты вращения колеса является постоянное отслеживание частоты вращения всех колес и передача данных блоку управления ABS, которая предотвращает занос и потерю управляемости автомобиля при торможении. Во время торможения блок управления ABS считывает информацию о частоте вращения с датчика частоты вращения и подает надлежащее давление на каждое из колес для предотвращения заноса (блокировки колес).

До 1998 года в качестве датчика частоты вращения колеса использовался пассивный датчик индуктивного типа. Конструктивно данный вид датчика объединяет два элемента – чувствительный и задающий. Чувствительный элемент включает катушку с железным сердечником (контактным штифтом) и постоянный магнит. Задающий элемент представляет собой зубчатое колесо, которое вращается совместно со ступичным подшипником.

Чувствительный элемент датчика создает постоянное магнитное поле. Зубчатое колесо, проходя через поле, приводит к его изменению, при этом при прохождении зуба колеса изменение магнитного поля максимальное. Магнитное поле индуцирует напряжение в цепи датчика. Количество импульсов напряжения, соответствующее количеству пройденных зубьев за определенный интервал времени, пропорционально частоте вращения колеса.

На современных автомобилях устанавливаются активные датчики частоты вращения колеса. В работе такие датчики используют внешнее напряжение питания. Конструктивно активный датчик состоит из чувствительного и задающего элементов. В зависимости от используемого физического эффекта различают магниторезистивные датчики частоты вращения и датчики Холла.

В магниторезистивном датчике при изменении магнитного поля изменяется сопротивление. В датчике Холла изменение магнитного поля приводит к изменению напряжения.

Причины неисправностей:

Проблемы с работой датчика ABS встречаются после ремонта подвески, а причина этому – шлейфы датчиков скорости. При отказе датчиков вращения сразу срабатывает световой индикатор, и система блокировки колес перестает работать. При этом можно снизить скорость самого автомобиля и даже остановить его.

На автомобиле, оснащенном дисковыми тормозами на всех колесах, датчик частоты вращения устанавливается на каждом колесе. На автомобиле с барабанными тормозами, два датчика устанавливаются на передней оси, и один датчик на задней оси. При отказе одного или нескольких датчиков сработает световой индикатор неисправности ABS, и ABS перестанет работать. При этом возможность снизить скорость движения и остановить автомобиль сохраняется, но не устраняется блокировка колес при торможении (особенно на влажном или скользком дорожном покрытии).

Поэтому автомеханик, при работе с системой ABS должен:

  • Сканировать блок управления ABS для выявления кодов неисправности
  • Осмотреть всю тормозную систему.
  • Осмотреть датчик и шестерню ABS.
  • Снять  и заменить датчик ABS
  • Проверить правильность работы.

Бренд ESPRA выпускает датчики на следующие модели авто:


Датчики частоты вращения двигателя

Применения

Датчики частоты вращения двигателя используются в системах управления двигателем для:

  • измерения числа оборотов двигателя
  • определения положения коленчатого вала (положение поршня двигателя)

Число оборотов рассчитывается по интервалу между сигналами датчика скорости вращения.

Индуктивные датчики скорости вращения

Рис. Индуктивный датчик скорости вращения (конструкция):

  1. Постоянный магнит
  2. Корпус датчика
  3. Корпус двигателя
  4. Полюсный контактный штифт
  5. Обмотка
  6. Воздушный зазор
  7. Зубчатое колесо с точкой отсчета

Конструкция и принцип действия Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (поз. 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнитомягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита. Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.

Рис. Сигнал индуктивного датчика скорости вращения двигателя:

  1. Зуб
  2. Впадина
  3. Опорный сигнал

Активные датчики скорости вращения

Активные датчики скорости вращения работают по магнитостатическому принципу. Амплитуда выходного сигнала не зависит от числа оборотов. Благодаря этому можно измерять скорость вращения и при очень низком числе оборотов (квазистатическое определение числа оборотов).

Дифференциальный датчик Холла

На проводящей ток пластинке, по которой вертикально проходит магнитная индукция В, поперечно к направлению тока можно снимать напряжение UH (напряжение Холла), пропорциональное направлению тока.

Рис. Принцип работы дифференциального датчика Холла:

  • а Расположение датчика
  • b Сигнал датчика Холла
  • большая амплитуда при маленьком воздушном зазоре
  • маленькая амплитуда при большом воздушном зазоре
  • с Выходной сигнал
  1. Магнит
  2. Датчик Холла 1
  3. Датчик Холла 2
  4. Зубчатое колесо

В дифференциальном датчике Холла магнитное поле вырабатывается постоянным магнитом (поз. 1). Между магнитом и импульсным кольцом (4) находятся два сенсорных элемента Холла (2 и 3). Магнитный поток, который проходит сквозь них, зависит от того, находится ли датчик скорости вращения напротив зубца или паза. Благодаря созданию разности сигналов от обоих датчиков достигается снижение магнитных сигналов возмущения и улучшенное соотношение сигнала/ шума. Боковые поверхности сигнала датчика могут обрабатываться без оцифровывания непосредственно в блоке управления.

Вместо ферромагнитного зубчатого колеса используются также многополюсные колеса. Здесь на немагнитном металлическом носителе установлен намагничивающийся пластик, который попеременно намагничивается. Эти северные и южные полюсы принимают на себя функцию зубцов колеса.

AMR-датчики

Рис. Принцип определения числа оборотов с помощью датчика AMP:

  • а Размещение
  • в различные моменты времени
  • b Сигнал датчика AMP
  • с Выходной сигнал
  1. Импульсное (активное) колесо
  2. Сенсорный элемент
  3. Магнит

Электрическое сопротивление магнито-резистивного материала (AMP, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным. Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в AMP-датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо. В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.

GMR-датчики

Усовершенствование активных датчиков скорости вращения отражено в использовании технологии GMR (ГМР) (Giant Magneto-Resistance). По причине высокой чувствительности по сравнению с датчиками AMP здесь возможны большие воздушные зазоры, за счет чего предполагаются использования в трудных сферах применения. Более высокая чувствительность производит меньше шумов фронта сигнала.

В ГМР-датчиках возможны также все двухпроводные порты, используемые ранее в датчиках скорости вращения Холла.


Датчики скорости для гидравлических насосов и гидромоторов

Датчики скорости для гидравлических насосов и гидромоторов.

Цифровизация гидравлической техники требует применения датчиков, оценивающих положение и скорость исполнительных устройств (гидроцилиндров, гидромоторов (ГМ), гидронасосов (ГН)). Для гидромоторов и гидронасосов это цифровые датчики скорости. В настоящее время для формирования сигнала о скорости и направлении вращения валов ГМ и ГН активно используются датчики, работающие на эффекте Холла.
Эффект Холла — это возникновение в электрическом проводнике разности напряжений (напряжения Холла) на краях образца (металлическая или полупроводниковая пластина) помещённом в поперечное магнитное поле, при протекании тока, перпендикулярному полю.

На рис.1 представлена схема, объясняющая эффект Холла.


Рис.1. Эффект Холла.

Схема, построенного на этом эффекте датчика скорости, представлена на рис.2

Рис.2. Схема одно обмоточного датчика скорости на эффекте Холла.

Для того чтобы датчик производства OMFB обеспечивал возможность не только измерения величины скорости вращения, в схеме предусмотрены две измерительные обмотки, сигнал с которых сдвинут по фазе в диапазоне частот от 0 до 12 кГц.

 
На рис.3 представлена схема, объясняющая принцип измерения направления вращения.

Рис.3. Диаграмма импульсов при изменении направления вращения.

Обычно, при монтаже датчиков подобного типа, зазор между чувствительной поверхностью датчика и контролируемой поверхностью лежит в пределах 0,2-3,0мм. Контролируемой поверхностью в ГМ и ГН могут быть: головки зубчатого венца или головка вала или поверхность поршня. Зазор между поверхностями датчика и контролируемыми поверхностями зависит от типа и конструкции датчика. Современные датчики, например, датчик DSM1-10 обеспечивает не только измерение скорости вращения и направление вращения, но и обладает следующими дополнительными функциями: обнаружение простоя, реакцию на критический воздушный зазор, сообщение о критическом монтажном положении.

С точки зрения принципиального применения, кроме использования в ГМ и ГН, датчики скорости такого типа могут использоваться в ступичном подшипнике для определения скорости вращения колеса, в трансмиссиях или ступенях редуктора, приводах вентиляторов в автобусах, грузовиках и строительной технике (от 7 до 20 кВт), в виброприводах дорожных катков и асфальта-укладчиков. Нужно отметить, что для применения этих датчиков, в конструкции ГМ и ГН должны быть предусмотрены соответствующие изменения.
На рис.4 представлен гидромотор серии HPM со встроенным датчиком скорости фирмы OMFB.

Рис.4. Гидромотор НРМ с датчиком скорости.

Гидромоторы с датчиками скорости вращения применяются в гидросистемах привода машин горнодобывающего профиля, строительно-дорожных машинах, приводах технологических линий пищевой промышленности. Основное их преимущество – это возможность постоянного контроля за скоростью вращения выходного вала и при необходимости автоматической коррекции этой скорости.

Одним из направлений кардинального повышения технического уровня многоосных полноприводных транспортных средств, эксплуатация которых предполагается в сложных дорожных условиях, является разработка так называемых «гибких интеллектуальных трансмиссий», приспособленных к оптимальному автоматическому управлению их функциями и позволяющих осуществлять в процессе движения автомобиля бесступенчатое регулирование крутящих моментов на каждом из колес в соответствии с текущими характеристиками взаимодействия «колесо-грунт». Структурный состав таких трансмиссий представляет собой совокупность системы датчиков, определяющих характеристику взаимодействия системы «колесо-грунт» под каждым из колес, автоматической системы управления распределением крутящих моментов по колесам и бесступенчатого силового привода. Безусловным является применение датчиков скорости вращения исполнительных гидромоторов в таких трансмиссиях. В качестве примера приведём полно поточную гидрообъёмную трансмиссию автомобиля ЗИЛ-49061 рис.5.

Рис.5. Специальный автомобиль «ГИДРОХОД».

Принципиальная схема гидрообъёмной трансмиссии автомобиля ЗИЛ-49061 «ГИДРОХОД» представлена на рис.6

Рис.6. Устройство гидрообъемной трансмиссии и автоматической системы управления.

1. Колесный редуктор.
2 . Бортовой редуктор.
3 . Согласующий редуктор гидромотора.
4 . Гидромотор.
5 . Насос.
6 . Редуктор насосной станции.
7 . ДВС.
8 . Микропроцессор управления двигателя.
9 . Микропроцессоры управления гидронасосами и гидромоторами.

В принципе, датчики такого типа могут выполниться со следующими функциями:

1. Датчик скорости и направления вращения.
2. Датчик скорости вращения.
3. Датчик направления вращения.

Компания OMFB предлагает 6 модификаций датчиков скорости, работающие на эффекте Холла, предназначенные для установки на аксиально-поршневые гидромоторы серии HMP и аксиально поршневые насосы.

— Одноканальный датчик с частотным выходом с кодом 31800100185 для определения скорости вращения зубчатых колёс с небольшим модулем и высоким разрешением, а также выдаче предупреждающего сигнала об уменьшении магнитного поля ниже критического (воздушный зазор слишком велик).
— Двух канальный датчик с кодом 31800100186 для определения скорости вращения зубчатых колёс с небольшим модулем и высоким разрешением, направления вращения, изменения зазора, ошибки монтажа. Этот датчик имеет широтно-импульсный выходной сигнал.
— Двух канальные датчики с кодом 31800201183 и 31800201325 для определения скорости вращения зубчатых колёс с модулем 2, направления вращения. Эти датчики имеют два частотных выходных сигнала. Датчик 31800201325 отличается увеличенной до 32 длинной цилиндрической части для установки в гидромашины с фланцами по ISO D=160mm.
— Двух канальные датчики с кодом 31800201182 и 31800201324 для определения скорости вращения зубчатых колёс с модулем 2, направления вращения.  Эти датчики имеют один частотный и один цифровой выходных сигнала. Датчик 31800201324 отличается увеличенной до 32 длинной цилиндрической части для установки в гидромашины с фланцами по ISO D=160mm. На рисунке 7 показан внешний вид этих датчиков.

Рис.7 Внешний вид датчиков скорости производства фирмы OMFB.

Размер в зависимости от кода датчика 18,4 mm или 32mm

Автор: ведущий инженер Воронов Ю.Ю.
Соавтор: к.т.н. Артюшин Ю.В.

Смотрите также в нашем интернет-магазине:

Датчик Скорости Вращения коды ТН ВЭД 2022: 9029100009, 9029900009, 9031803800

Прибор электроизмерительный: энкодер (датчик скорости вращения вала) для счетчика банкнот J-700, 9029100009
Датчики скорости вращения AI-TEK, 9029900009
Устройства контроля скорости вращения вала сепаратора: Датчики скорости электронные, 9031803800
скорости вращения 9029900009
Датчики скорости вращения ( частоты оборотов) колеса, для велосипедов; передатчик каденса (скорости) вращения педалей, для велосипедов, 9029900009
Датчик считывания скорости вращения краскораспылительной установки, торговая марка Ransburg 9029100009
Комплектующие, предназначенные для технического обслуживания и ремонта транспортных средств марки ГАЗ: датчик частоты оборотов (датчик скорости вращения) 0 265 008 029, 0 265 008 030, поступающие по 9029100009
Компоненты транспортных средств: датчик скорости и частоты вращения двигателя, 9029203809
Датчик скорости вращения, модель HE-01 9029100009
Компоненты, поставляемые в качестве сменных (запасных частей) для техниче-ского обслуживания транспортных средств для автотранспортных средств Kenworth – Датчик скорости и частоты вращения двигателя, артикул Q21-6004, изго 9029900009
Датчики давления, температуры, скорости вращения для сельскохозяйственных машин 9025198009
Датчик контроля схода ленты КСЛ-1К, датчик кабель — тросовый КТВ-1К, датчик магнитоиндукционный ДМ-1К(2К; 3К), датчик бесконтактного контроля вращения БКВ-1К, датчик контроля скорости ДКС-1К. 8543709000
Приборы для измерения параметров движения: датчики частоты (скорости) вращения на напряжение до 50 вольт 9029100009
Датчик скорости вращения вала турбины, 9029900009
Датчик определения скорости вращения распылителя представляет собой микрофон линейный в сборе с электрическим жгутом для приема акустических шумов для блока обработки информации окрасочного робота. Рабочее напряжение 24 в 8518109500
Шплинт C-3245 – 90 шт,Подшипник в корпусе S-1115 – 2 шт,Подшипник (навесная борона) D-4938 – 15 шт,Датчик скорости вращения валов N27617 – 1шт,Магнитный контакт (монитор) N16471 – 1 шт 7318240009
Оборудование электротехническое: датчик скорости вращения вала, 9029900009
Датчик скорости вращения, электронный, 9029100009
Компактный датчик скорости вращения, 9029900009
Датчик скорости вращения вала турбины, напряжение питания 30 Вольт 9029
Средства автоматизации общепромышленного применения: компактный датчик скорости вращения 9029100009
Датчик измерения скорости вращения двигателя в ленточном накопителе кеш-ин модуля ЕНА, артикул 039017546000B 9029203809
Контроллер скорости вращения турбины серии Е16 с преобразователем D46Х.ххUх с Ех-маркировкой [Ex ia Ga] IIС, датчик серии A5S1 — 0Ex ia IIC T6/T4 Ga X или 2Ex nA IIC T6/T4 Gc X 8537109109
Датчик бесконтактного контроля вращения БКВ ТУ У 33.2-00159410-005:2005, контроля положения унифицированные ДКПУ-22 ТУ 12.48.190-85, Датчик контроля скорости ДКС ТУ 12.48.226-86, Датчик магнитоиндукционный ДМ-3 ТУ 9032890009

56292-14: A5S08В50 Датчики скорости вращения

Назначение

Датчики скорости вращения А5Б08В50 (далее — датчики) предназначены для измерения скорости вращения вала насосного агрегата, установленного на комплексе ОАО «Газпром нефтехим Салават» (Республика Башкортостан, г. Салават).

Описание

Принцип действия датчиков основан на использовании эффекта Холла. Встроенный полупроводниковый чувствительный элемент преобразует изменения магнитного поля, возникающие при прохождении метки или профиля зуба зубчатого колеса вблизи датчика, а интегрированная электроника преобразует их в импульсы тока прямоугольной формы. Количество генерируемых датчиком импульсов зависит от количества меток (количества зубцов зубчатого колеса). Выходным сигналом датчика является последовательность прямоугольных импульсов, приведенная к единице времени.

Конструктивно датчик выполнен в виде неразборного цилиндрического корпуса с внешней резьбой, метрической или дюймовой, для проходного монтажа. Один из торцов корпуса является рабочей поверхностью под которой расположен чувствительный элемент.

Технические характеристики

Название характеристики

Значение

Диапазон измерения скорости вращения, об/мин

от 30 до 1500000

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения скорости вращения, %

±0,1

Рабочие условия эксплуатации: Диапазон рабочих температур, °С

от минус 40 до 125

Габаритные размеры (диаметр наружной резьбы х высота), мм, не более

М18х94

Масса, кг, не более

0,2

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта методом печати или наклейки.

Комплектность

Датчики скорости вращения А5Б08В50 зав. №№ 10LAC10CS001, 11LAC10CS001, 12LAC10CS001 Паспорт

3 шт.

3 экз. 1 экз.

Методика поверки Поверка

осуществляется в соответствии с методикой поверки МП 56292-14 «Датчики скорости вращения A5S08В50. Методика поверки», утвержденной ФГУП «ВНИИМС» в августе 2013 г.

Основные средства поверки:

—    установка тахометрическая УТ05-60, диапазон частот вращения от 10 до 60000 об/мин, относительная погрешность задания частоты 0,05 %;

—    частотомер электронно-счетный НР53131А, диапазон измерения частоты —

0-225 МГц, относительная погрешность измерения частоты 10-6.

Сведения о методах измерений

приведены в паспорте на датчики скорости вращения А5808В50.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к датчикам скорости вращения А5808В50

Техническая документация фирмы «Braun GmbH», Германия.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта на ОАО «Газпром нефтехим Салават» (Республика Башкортостан, г. Салават).

Датчики скорости вращения

Наиболее распространенными датчиками скорости вращения являются аналоговые датчики — тахогенераторы и дискретные датчики — преобразователи скорости вращения в частоту импульсов.

Тахогенератор — это коллекторный генератор постоянного тока, статор которого изготовлен из хорошо стабилизированных постоянных магнитов, обеспечивающих погрешность воспроизведения индукции магнитного поля в зазоре до 0.05%. В этом поле вращается ротор с обмоткой, скорость которого равна измеряемой скорости вращения. В обмотке ротора возбуждается постоянное напряжение, пропорциональное скорости его вращения. Это напряжение через коллектор подается на выходные зажимы. В результате в условиях эксплуатации предельно достижимая погрешность тахогенератора может достигать значения 0.2%.

Принцип работы простейших дискретных датчиков скорости вращения заключается в счете числа оборотов N в единицу времени. Для измерения больших скоростей с удовлетворительной точностью этого достаточно. Однако для измерения малых скоростей с повышенной точностью применяются датчики, у которых частота импульсов на выходе — есть величина, кратная числу оборотов в минуту, а именно . Преобразование частоты в код выполняется с помощью АЦП, описанных ранее в п. 6.2.3.

Ввиду многообразия дискретных датчиков скорости вращения приведем лишь отдельные примеры оптических и магниторезистивных датчиков, представленные на рис. 82.

В простейшем оптическом датчике скорости вращения (см. рис. 82 а) используется диск 1 с K отверстиями или прорезями. Этот диск монтируется на вал, скорость вращения которого требуется измерить. По одну сторону диска устанавливается источник света 2, по другую — приемник света 3, в качестве которого может быть использован фотодиод или фототриод. При вращении вала, а вместе с ним и диска свет, попадающий на приемник, прерывается K раз за

один оборот, и частота следования импульсов от фотоприемника будет равна , где N — измеряемая скорость вращения. Эти импульсы от фотоприемника воспринимаются электронной схемой, усиливаются и формируются в виде потока однородных импульсов напряжения или тока.

При невозможности установить на вал подобный диск в датчике скорости вращения может использоваться отраженный свет, как, например, показано на рис. 82 б. На поверхность вала с помощью специальной краски или иного материала параллельно оси вращения с равномерным шагом наносятся K полос 1. Луч света от источника 2 направляется на поверхность вала, а фотоприемник воспринимает отраженный свет. Если вал темный, наносят светлые полосы, если вал отшлифован и хорошо отражает свет, полосы — темные. И в этом случае частота импульсов света, воспринимаемых фотоприемником, также равна , где  N  — измеряемая скорость вращения.

Для применения магниторезистивного датчика скорости вращения на вал устанавливается зубчатое колесо с K зубцами или используется имеющаяся на объекте шестерня из магнитного материала. На некотором расстоянии от этого зубчатого колеса монтируется магнит с полюсными наконечниками так, чтобы расстояние по дуге между ними было кратно шагу зубчатого колеса, как это показано на рис. 82 в. На полюсных наконечниках магнита устанавливаются магниторезисторы, сопротивление которых увеличивается при совпадении зубцов колеса с полюсами магнита. За один оборот колеса или шестерни количество таких совпадений будет равно K. При питании магниторезисторов постоянным током I на нем возникнет K импульсов напряжения, которые затем могут быть усилены, и из них сформируются импульсы одинаковой формы. Частота импульсов равна , где N — скорость вращения зубчатого колеса или шестерни.

Аналогичным образом может быть измерена скорость вращения турбинного расходомера, расположенного в трубе (или в специальной вставке) из немагнитного материала. Такой метод можно применять для измерения скорости движения v по трубе или расхода Q горючих жидкостей и газов. Для его реализации в немагнитную вставку или в трубу из немагнитного материала монтируется крыльчатка из магнитного материала с K лопастями. На наружной поверхности трубы устанавливается магнит с полюсными наконечниками и магниторезисторы МР, как показано на рис. 82 г. При движении по трубе жидкости или газа крыльчатка вращается со скоростью, пропорциональной скорости движения среды. Сопротивление тензорезисторов будет изменяться с той же частотой, то есть , где N — скорость вращения крыльчатки.

Для измерения экстремально малых скоростей могут быть полезными угловые индуктосины с малым шагом обмоток.

Для применения в многоканальных измерительных информационных системах наиболее удобными датчиками скорости являются тахогенераторы, поскольку их выходной сигнал есть постоянное напряжение, зависящее от измеряемой скорости. Этот сигнал того же вида, что и сигналы в других каналах системы.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Модульные датчики скорости вращения колеса (датчики ABS)

14.12.2021

 

Новая линейка модульных датчиков ABS WABCO от ZF помогает решить давно известную проблему: как обеспечить обслуживание растущего количества машин и при этом не хранить на складе сотни уникальных компонентов.

Замена только неисправных компонентов

Специалисты могут сразу подобрать правильную комбинацию трех компонентов и заменить неисправный датчик.

Сокращение запасов у дистрибьюторов

Благодаря универсальности системы сокращается необходимость в хранении большого ассортимента разных датчиков.

8 переходников, подходящих для сотен устройств

Комбинация из двух типов датчиков ABS, десяти удлинителей и восьми переходников может заменить более 400 артикулов оригинального оборудования.

Экономия времени / Сокращение простоев

Устройствам, оборудованным модульной системой, в дальнейшем требуется замена только неисправного компонента.

Артикулы оригинального оборудования не требуются

Удобное в использовании онлайн-конфигуратор поможет определить и заказать необходимые детали.

Экологичность

Уменьшение производства и, как следствие, уменьшение веса груза вносит вклад в экологическую программу ZF Green Thinking путем сокращения потребления энергии.

Сочетание модулей для идеального результата

Наше новое модульное решение включает в себя два различных типа датчиков ABS со стандартным разъемом KEA, один короткий кабель и удлинители разной длины, а также пополняемый ассортимент адаптеров, совместимых со всеми популярными электронным блоками управления (ECU).

Инновационная модульная конструкция WABCO предусматривает сотни вариантов замены датчика ABS с использованием всего лишь нескольких единиц продукции — что позволяет значительно сократить объемы складских запасов, количество ошибок при оформлении заказов, проблемы с наличием и сроками, а также способствовать выполнению программы Green Thinking от ZF путем сокращения потребления энергии.

Выигрышная ситуация для автомастерских и автопарков во всем мире.

Более 400 артикулов OE можно заменить всего лишь двумя типами датчиков ABS, десятью удлинителями и восемью адаптерами.

Удобный в использовании онлайн-конфигуратор поможет вам определить и заказать необходимые детали путем выбора трех простых параметров: типа датчика, длины кабеля и разъема. Используйте номер детали OE, если он известен, или укажите ключевые технические характеристики.

Дополнительные преимущества

В рамках политики по подготовке вторичного рынка к мобильности следующего поколения ZF выходит на новый уровень с точки зрения дополнительных преимуществ своей системы. После установки модульной системы на машине необходимость замены неисправных деталей возникает только в том случае, когда истекает срок их эксплуатации — а это значительно повышает эффективность и сокращает затраты на ремонт.

Чтобы получить дополнительную информацию или организовать встречу на предприятии для знакомства с новой системой в действии, обращайтесь к ближайшему торговому представителю WABCO.

 

ДЛЯ ЗАКАЗА ОБРАЩАЙТЕСЬ В НАШИ МАГАЗИНЫ:

Краснодар BigCar 8 800 333 0440

Перейти на сайт производителя ->>

Датчики скорости вращения для задач промышленных измерений

capaNCDT CST6110

Идеально подходит для измерения скорости вращения в промышленности

turboSPEED DZ140

Компактный датчик частоты вращения для турбонагнетателей

Датчики скорости вращения используются для контроля, регулирования и управления системами механического привода и играют важную роль, когда речь идет о защите элементов вращательной системы (например,г., в двигателе, приводе) от механической перегрузки. Micro-Epsilon предлагает две системы датчиков для измерения скорости вращения. CapaNCDT CST6110 — это универсальный датчик скорости вращения для задач подсчета и приложений скорости вращения любого типа. Более того, измерительная система turboSPEED DZ140 специально разработана для определения скорости вращения турбокомпрессора.

Характеристики

  • Точное измерение скорости вращения в промышленных условиях
  • 1 … 400 000 об/мин
  • Измерения, не зависящие от материала
  • Высокая помехоустойчивость, надежность и точность
  • Простая интеграция благодаря компактному размеру датчика
  • Специальная система измерения частоты вращения для турбокомпрессоров

Как работают бесконтактные датчики скорости вращения?

Бесконтактные датчики скорости вращения от Micro-Epsilon используют два разных метода измерения скорости вращения.Датчик скорости вращения CST6110 основан на емкостном принципе измерения, в то время как индуктивный принцип измерения используется для измерения скорости вращения турбокомпрессора с помощью DZ140. Оба метода измерения отличаются высокой стабильностью сигнала и устойчивостью к помехам. В отличие от оптических методов измерения, датчики скорости вращения Micro-Epsilon нечувствительны к пыли и грязи.

Универсальный измеритель скорости вращения

Емкостной датчик скорости вращения capaNCDT CST6110 предназначен для промышленных задач подсчета и измерения скорости вращения.Независимо от материала датчик обнаруживает лезвия, зубчатые колеса, выступы и подобные объекты с высочайшей точностью. Диапазон измерения от 1 до 400 000 об/мин. Вывод вращения выполняется с момента первого обнаружения, что означает, что запуск системы не требуется. Надежный контроллер со степенью защиты IP67 и компактная конструкция датчика делают датчик скорости вращения идеальным для установки в ограниченном пространстве.

Датчики частоты вращения турбонагнетателя

Индуктивная система датчиков turboSPEED DZ140 специально разработана для измерения частоты вращения моторного отсека и турбонагнетателя.Контроллер встроен в миниатюрный корпус со степенью защиты IP65, рассчитанный на рабочие температуры до 115 °C. Датчик выдерживает температуру до 285 °C. Таким образом, надежная миниатюрная измерительная система может быть легко установлена ​​в моторном отсеке. Индуктивный принцип измерения DZ140 обеспечивает превосходную помехоустойчивость в соответствии с повышенными требованиями к ЭМС, а также в испытательных камерах и дорожных испытаниях, обеспечивая при этом точные результаты измерений в диапазоне от 200 до 400 000 об/мин.

Датчики скорости вращения

Датчики Холла в целом

Датчики Холла подходят для бесконтактной регистрации скорости вращения зубчатых колес с небольшим модулем и высоким разрешением. Различные модели могут работать в самых разных условиях, а также в самых суровых условиях. Датчики Холла широко используются в машиностроении, транспортных средствах и мобильных рабочих машинах, а также в гидравлических приводах.

Датчик обнаруживает движение ферромагнитных структур, таких как шестерни, по изменению магнитного потока и смещается с помощью постоянного магнита. Между тем, зубцы и зазоры, пересекающие датчик, по-разному влияют на магнитное поле, которое изменяет напряжение Холла в датчике на эффекте Холла. Затем эти изменения магнитного поля можно преобразовать в электрические значения, отфильтровать и обработать. Выходной сигнал датчика представляет собой прямоугольное напряжение, отражающее изменение магнитного поля.

Датчики скорости по принципу Холла

Датчик Холла представляет собой полупроводник, зависящий от магнитных полей, функция которого основана на эффекте, открытом Эдвином Холлом. Так называемый эффект Холла вызывается силой Лоренца, действующей на движущиеся носители заряда в магнитном поле. Полупроводниковая плата имеет четыре соединения, и постоянный ток (I) протекает через два противоположных соединения. В нейтральном состоянии нет разницы в напряжении между двумя другими соединениями.Однако, если пластина Холла подвергается воздействию магнитного поля с индукцией B, ток (I) отклоняется под действием силы Лоренца. Затем носители заряда отбрасываются в сторону, чтобы создать электрическое поле между краями, противодействующее силе Лоренца. Это вызывает разницу в напряжении на двух противоположных сторонах, которая известна как напряжение Холла. Это напряжение пропорционально току (I) и магнитной индукции B, действующей перпендикулярно пластине.

Дифференциальный принцип Холла для датчиков скорости

Этот метод измерения позволяет оценить магнитную разность между двумя элементами Холла, установленными на подложке.Для зубчатого колеса это может означать, что максимальная разница возникает, когда пара пластин Холла расположена над зубом и зазором соответственно, после чего влияние изменения расстояния относительно всего объекта снижается.

Датчики Дифференциала-Холла часто используются для определения скорости в точках, где суровые условия окружающей среды могут повлиять на работу датчиков Холла. Датчики Дифференциала-Холла идеально подходят для использования на зубчатых колесах с немного некруглой траекторией, хотя используемый принцип измерения означает, что при установке этих датчиков необходимо учитывать направление.Приложения для датчиков скорости этого типа включают мобильные рабочие машины.

Поставщики и ресурсы RF Wireless

О компании RF Wireless World

Веб-сайт RF Wireless World является домом поставщиков и ресурсов RF и Wireless. На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.

Статьи о системах на основе IoT

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT. Подробнее➤
Также см. другие статьи о системах на основе IoT:
. • Система очистки туалетов AirCraft • Система измерения удара при столкновении • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной розничной торговли • Система мониторинга качества воды • Система интеллектуальной сети • Умная система освещения на основе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Умная система парковки на базе LoRaWAN.


Радиочастотные беспроводные изделия

Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. .стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤


Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях.Подробнее➤


Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤


Архитектура сотового телефона 5G : в этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤


Основы интерференции и типы интерференции: В этой статье рассматриваются интерференция по соседнему каналу, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д.Подробнее➤


Раздел 5G NR

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д. 5G NR Краткий справочный индекс >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR • Форматы 5G NR DCI • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Опорные сигналы 5G NR • 5G NR m-Sequence • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • MAC-уровень 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень PDCP 5G NR


Руководства по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>


Учебное пособие по 5G . В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Диапазоны частот учебник по миллиметровым волнам Рамка волны 5G мм Зондирование канала миллиметровых волн 5G 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Архитектура сети 5G Сетевые интерфейсы 5G NR звучание канала Типы каналов 5G FDD против TDD Нарезка сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G ТФ


В этом учебнике по GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания, Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.

LTE ​​Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Читать дальше.


Радиочастотные технологии

На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Дизайн радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковых ➤Основы волновода


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤ Измерения физического уровня ➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤ Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптические технологии

Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤Основы SONET ➤ Структура кадра SDH ➤ SONET против SDH


Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д.Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤ Базовая станция LTE ➤ РЧ-циркулятор ➤РЧ-изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СМ. УКАЗАТЕЛЬ ИСТОЧНИКОВ >>
➤ Код VHDL декодера от 3 до 8 ➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB ➤32-битный код ALU Verilog ➤ T, D, JK, SR триггер коды labview


*Общая информация о здравоохранении*

Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙ ПЯТЬ
1. РУКИ: чаще мойте их
2. ЛОКОТЬ: Кашляй в него
3. ЛИЦО: Не трогай
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 1 метра друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: заболели? Оставайтесь дома

Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


Радиочастотные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д. СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты ➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤ LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенны Yagi ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА ➤EnOcean ➤ Учебник LoRa ➤ Учебник по SIGFOX ➤ WHDI ➤6LoWPAN ➤Зигби RF4CE ➤NFC ➤Лонворкс ➤CEBus ➤УПБ



СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ


Учебники по беспроводным радиочастотам



Различные типы датчиков


Поделиться этой страницей

Перевести эту страницу

Датчики | Бесплатный полнотекстовый | Измерение скорости вращения на основе беспроводных датчиков LC

Точное и непрерывное определение скорости вращения очень важно в промышленности, поскольку это ключевой параметр в мониторинге состояния и управлении вращающимися частями, такими как генераторы, электродвигатели и шпиндели станков.Информация о скорости вращающейся части может отражать нормальное ли ее рабочее состояние, поэтому важно измерять скорость вращения в режиме реального времени. Поэтому были разработаны различные датчики скорости вращения. Основная технология таких датчиков основана на оптических отражениях, изменении магнитного поля или изменении заряда. При измерении оптического отражения [1,2] вращение вращающихся частей вызывает периодическое изменение длины волны решетки. Скорость вращения получается путем измерения периода изменения длины волны.При измерении вариации магнитного поля [3,4,5] на вращающиеся части обычно устанавливают магнит. Когда они вращаются, магнит вызывает изменение магнитного поля, которое может быть обнаружено магнитным датчиком, и это изменение преобразуется в прямоугольный сигнал. При измерении изменения заряда [6,7,8,9] электростатические электроды используются для обнаружения электростатического заряда на поверхности вращающихся конструкций из-за относительного движения с воздухом. В измерении волокна [10] была предложена структура измерения скорости вращения всего волокна, основанная на двухлучевой спекл-интерференции.В трибоэлектрических измерениях [11] был предложен датчик бурильной трубы с автономным питанием, который может измерять скорость и направление вращения на основе трибоэлектрических наногенераторов. Однако эти методы измерения имеют свои сильные и слабые стороны при работе в промышленных условиях с точки зрения точности, диапазона и пригодности для применения в неблагоприятных условиях. В таблице 1 приведены технические характеристики современных датчиков скорости вращения. Для измерения вариации магнитного поля время отклика магнитного датчика на вариацию магнитного поля велико, и поэтому его диапазон измерения ограничен.Для измерения изменения заряда трудно работать во влажной среде. Для измерения волокна требуются сложные инструменты. В этой статье представлен и продемонстрирован альтернативный подход к определению скорости вращения с использованием беспроводного датчика LC. Беспроводные пассивные датчики LC получили широкое распространение в промышленности [12,13,14,15,16,17,18,19,20]. Они имеют преимущества беспроводных измерений, низкой стоимости и пригодности для агрессивных сред [21]. В отличие от традиционных беспроводных пассивных LC-датчиков, в которых используется только один резервуар LC, а чувствительная емкость измеряется в зависимости от интересующих параметров, система измерения скорости вращения состоит из двух идентичных резонансных резервуаров LC, где L и C фиксированы. во время измерения.Один бак установлен на вращающейся части, а другой, как схема считывания, размещен непосредственно над вращающейся частью. Здесь добавляются последовательные согласующие конденсаторы в цепи считывания (т. е. считывающем LC-резонаторе), чтобы можно было получить неискажающий сигнал синхронного обнаружения [22]. По сравнению с методами, перечисленными в таблице 1, метод синхронного обнаружения LC, предложенный в этой статье, имеет надлежащий диапазон измерений для промышленных сред (например, влажных сред).В разделе 2 представлен принцип работы системы измерения скорости вращения. В разделе 3 программное обеспечение ADS используется для моделирования измерительной системы. Согласующая емкость, расстояние связи и влияние отклонений компонентов моделируются и оптимизируются. В разделе 4 экспериментально измеряются различные скорости вращения электровентилятора. Для проверки этого метода также выполняется оптический метод измерения скорости вращения светодиодом (светоизлучающим диодом) и сравнивается с предлагаемым методом.Наконец, оценивается максимальная измеряемая скорость вращения.

Трибоэлектрический датчик скорости вращения, встроенный в подшипник: надежный шаг к промышленному применению

https://doi.org/10.1016/j.eml.2019.100595Get rights and content встроен в подшипник.

Обработка сигналов и изменение размера датчика доказали его надежность и доступность.

Датчик применялся для измерения частоты вращения валопровода, что говорит о его перспективности применения.

Abstract

Датчик скорости вращения имеет большое значение для развития современной промышленной автоматизации. Надежность, интеграция, диапазон измерения и точность являются ключевыми характеристиками его применения. Мы сообщаем о трибоэлектрическом датчике скорости вращения, который встроен в подшипник (TRSS) и состоит в основном из гнезда подшипника, подшипника, регулировочного кольца, ротора и статора.Стабильность выходного сигнала датчика можно значительно улучшить, изменив структурные характеристики подшипника. Периодические электрические сигналы генерируются трением вращения между медной решеткой на роторе и политетрафторэтиленовой пленкой на поверхности статора, чтобы вызвать перенос электронов на медный электрод. Сравнение анализа выходного сигнала с коммерческим датчиком показало, что TRSS можно использовать для измерения скорости вращения в диапазоне 10–1000 об/мин с погрешностью менее 0,3% и отличной линейностью.Таким образом, TRSS надежен и последователен, проверяя точность измерений датчиков разных размеров. Мы применили этот датчик в промышленных условиях и продемонстрировали перспективы применения TRSS.

Ключевые слова

Датчик скорости вращения

Интеграция

Подшипник

Трибоэлектрический наногенератор

Промышленное применение

Рекомендованные статьиСсылки на статьи (0)

Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Беспроводная пассивная система считывания высокотемпературных датчиков для измерения скорости вращения

Измерение скорости вращения в суровых условиях является важной темой. Однако сильное вращение приводит к быстрым изменениям частоты сигналов датчика, а изменения физических свойств в экстремальных температурных условиях вызывают значительные трудности при считывании сигналов. Чтобы решить эту проблему, мы используем беспроводные пассивные методы измерения для разработки модуля сигнальной цепи с особыми характеристиками, который обеспечивает точное измерение скорости вращения при высоких температурах.Датчик и система считывания включают в себя источник переменной частоты, считывающую антенну и схему радиочастотной демодуляции. Здесь детектор демодуляции схемы преобразования сигнала разработан и используется в модуле обнаружения огибающей способа демодуляции с одной боковой полосой. Кроме того, разработана тестовая платформа схемы преобразования сигнала датчика высокотемпературной среды. При тестировании демодуляция выходного сигнала датчика наблюдалась при максимальной температуре 700°C с погрешностью менее 0.12%. Новый датчик и метод измерения не требуют физических проводов и обеспечивают беспроводное бесконтактное точное измерение скорости вращения при высокой температуре.

1. Введение

Датчики скорости вращения широко используются в аэрокосмической промышленности, промышленном контроле, дорожном движении и других областях, а параметры скорости в высокотемпературных средах являются ключевыми для оценки условий работы авиационных двигателей, двигателей космических ракет, и сверхвысокоскоростных турбонасосов [1–5]. Однако невозможность получения в режиме реального времени и на месте информации о параметрах рабочего состояния, таких как скорость вращения важных вращающихся компонентов при высоких температурах, существенно влияет на повышение производительности устройств скорости вращения в суровых условиях.Следовательно, есть несколько исследований связанных датчиков скорости.

Гибелер и др. предложил датчики магнитного вращения на основе эффекта гигантского магнитосопротивления (ГМС), которые были надежными при температурах выше 170°С [6]. Однако магнитные материалы размагничиваются при высоких температурах; поэтому датчик GMR не подходит для применения при высоких температурах. Хуанг и др. предположил, что присоединение двух слоев гистерезисных переключателей для подсчета импульсов и угловой скорости может обеспечить измерение с низкой неопределенностью [7].Ли и др. разработал заранее определенный материал, наклеенный на вращающийся вал, в качестве электростатического датчика для измерения скорости вращения [8]. Тани и др. предложил датчик трибозаряда с пленкой PTFE. Пленка заряжается сегментированными электродами, а датчик может регистрировать около 2000 об/мин [9]. Хотя датчики имеют высокие динамические характеристики при высокоскоростных измерениях, в области низких скоростей из-за нестабильного электрического заряда временная характеристика неудовлетворительна, поэтому они широко не используются.Лин и Дин предложили метод, который измеряет скорость вращения двигателя по компоненту самой низкой гармонической частоты его вибрационных сигналов [10]. Хотя этот метод измерения прост и точен, его применение при высоких температурах ограничено.

Поскольку возможно бесконтактное обнаружение вращения ротора, для измерения скорости вращения можно использовать методы визуализации. Кендзьерский предложил калибровку измерения скорости вращения на основе высокоскоростной визуализации [11]. Неопределенность метода была рассчитана и проверена на турбодвигателях.Ван и др. [12] предположили, что скорость вращения можно измерять с помощью недорогого цифрового устройства обработки изображений. Алгоритмы автокорреляции могут рассчитывать скорость вращения на основе изображения без маркера на роторе; хотя метод измерения имеет такие преимущества, как бесконтактное измерение и высокая точность, его стабильность в суровых условиях ограничена. Кроме того, Гинтнер предложил датчик скорости вращения с магнитомягким сердечником и резонансным контуром, который работает до 200°C и измеряет диапазоны покрытия датчика от статического состояния до высокой скорости [13].Ли и др. предложены датчики на основе низкотемпературной керамики совместного обжига (LTCC) [14]. Хотя два датчика могут работать в высокотемпературной среде, их динамический отклик неудовлетворителен и не может использоваться для точного измерения скорости вращения. Для системы считывания с датчиков широко используются векторные анализаторы цепей (ВАС) [15, 16]. В 2009 г. Ноппер и соавт. представили систему считывания для беспроводных пассивных датчиков на основе LC-резонансных контуров [17]. Система включает в себя катушку в качестве считывающей антенны, LC-резонатор в качестве датчика, аналоговый интерфейс и блок цифровой обработки сигналов.Аналоговый входной каскад генерирует сигнал с переменной частотой, позволяющий блоку цифровой обработки сигналов определить эквивалентный импеданс катушки считывания. Однако время развертки ограничивает высокоскоростное зондирование и размер ВНА, что затрудняет его применение. Кроме того, беспроводные пассивы также широко используются в измерениях. Было предложено несколько пассивных RFID-датчиков температуры. Ван и др. предлагаемая метка для измерения температуры на основе UHF RFID, которая может измерять до 120 ° C. UHF RFID является пассивным и имеет высокую чувствительность.Тем не менее ток через PN-переходы протекает с экспоненциальным ростом при высоких температурах, и микросхемы не могут функционировать [18]. Угол антенной пары влияет на усиление и погрешность антенны [19].

Для точного измерения скорости вращения в высокотемпературной среде при обеспечении значительного быстродействия и стабильности датчика мы предлагаем беспроводной пассивный датчик с квадратными катушками и параллельными конденсаторами, изготовленными по технологии толстопленочной интеграции и соответствующей системой считывания данных.Система считывания состоит из радиочастоты (РЧ), генератора сигналов, считывающей антенны и направленного ответвителя. Следовательно, изготовленный датчик скорости вращения подходит для высокотемпературных приложений, а система считывания удовлетворяет требованиям реагирования на быстро меняющиеся сигналы в приложениях для измерения высокой скорости вращения, таких как определение скорости вращения.

2. Принцип действия датчика
2.1. Модель схемного оборудования

Как показано на рис. 1, подсистема генерирования радиочастотных сигналов генерирует стимулы с переменной частотой.При вращении ротора боковое смещение между катушкой датчика и считывающей антенной периодически изменяется. Следовательно, скорость вращения можно измерить, определяя коэффициент связи. Подсистема радиочастотного сигнала и направленный ответвитель представляют собой системы 50 Ω . Импеданс оборудования зависит от входной частоты и связанного коэффициента. Импеданс считывающей антенны где – последовательное сопротивление считывающей антенны, – угловая частота, – взаимная индуктивность между считывающей антенной и индуктором датчика.Для источника 50 Ом коэффициент отражения равен


Если коэффициент отражения можно записать как

Направленный ответвитель представляет собой 3-портовый ответвитель и подключается в обратном направлении. Генератор радиочастотных сигналов относится к порту передачи, а антенна считывания подключена к порту ввода. Коэффициенты отражения и показаны на рисунке 2.




1

(a) против частоты 7 8


(b) против пару коэффициента

Рисунок 2 показывает локальный минимальный пик коэффициента отражения на частоте несколько больше резонансной частоты. Выход сопряженной клеммы направленного ответвителя: где коэффициент связи направленного ответвителя от входного порта к связанному порту.

2.2. Вращающийся датчик, модель

Антенна считывания измеряет коэффициент связи для количественной оценки силы индуктивной связи между датчиком и антенной считывания. Коэффициент связи описывает боковое смещение между датчиком и антенной. С помощью высокотемпературного клея датчик был закреплен на двигателе. Следовательно, ротор и боковое смещение между датчиком и антенной имеют периодическое изменение одной и той же частоты по фазе. Квадратные катушки более полезны и эффективны по сравнению с круглыми катушками [20].Поэтому мы используем квадратные катушки с крайним витком   мм в качестве считывающей антенны и сенсорных катушек. На рис. 3 показан график зависимости коэффициента связи от бокового смещения между датчиком и антенной.


(а) Имитация модели для чтения антенны и датчика

1

(b) , смоделированный параметр одной антенны считывания

(a) моделированная модель для считывания антенны и датчика


(b) Смоделированный параметр одной считывающей антенны

Из моделирования параметр датчика является наименьшим при 132 МГц и  дБ.Следовательно, при проверке параметра скорости в качестве значения частоты источника возбуждения выбирается частота с наименьшим значением. Параметр считываемой антенны можно записать как где – логарифмическая функция, – коэффициент отражения считывающей антенны. Измеренное выходное напряжение можно преобразовать в параметр, представляющий коэффициент связи. Благодаря относительному положению антенны и датчика, полученному коэффициенту связи, коэффициент отражения можно использовать для определения относительного положения и скорости вращения.В таблице 1 представлены смоделированные параметры по сравнению с боковым смещением. Из данных мы можем получить боковое смещение.

(а) в зависимости от частотыКоэффициент пара
69

-13,59 -9 .52

(DB) (дБ) (дБ) (дБ)

0
5 -8,84 10 -5,80 15 -3.30
1 -12.18 —12.18 6 — 80306 11 9 16 -2-2.04
2 — 10.57 7 -4.30 03 -4-4.30 17 -1.22 -1.22
3
3 -9.73 8 — 7.86 13 — 3.54 18 — 0,74
4
4
4
4
9 -6.66 03 -6.66 14 -35.52 — 3.52 19 19 —0.47


В таблице 1 — боковое смещение в миллиметре.

Периодическое вращение ротора заставляет датчик периодически приближаться и удаляться от считывающей антенны. В небольшом диапазоне углов, поскольку датчик движется примерно по прямой линии, боковое смещение определяется выражением где – боковое смещение, – радиус ротора.Если угол больше 19 мм, датчик и считывающая антенна примерно разъединены. В [19] Цирхофер и Хохмайр исследовали боковое смещение в зависимости от коэффициента связи. Мы рассчитываем по рисунку 4. Точка, в которой поперечное смещение составляет 0 мм между датчиком и антенной, определяет 0 градусов. На рис. 4 показан алгоритм, определяющий скорость вращения при постоянной частоте вращения. Пока ротор вращается, выходной сигнал периодически меняется с той же частотой.


При вращении, если резонатор LC и антенна расположены прямо напротив друг друга, амплитуда импеданса конца антенны достигает минимального значения, а амплитуда напряжения считываемого вывода антенны достигает минимального значения. Следовательно, при вращении объекта будет периодически меняющийся сигнал напряжения, а амплитуда периодически уменьшается, так что, отслеживая временной интервал с несколькими точками желоба, можно добиться измерения скорости. Записывают время соседних впадин как и , соответственно – интервал времени между ЖК-резонатором и соседним положением считывающей антенны, а скорость вращения измеряемого объекта –

2.3. Система считывания с одной настройкой

В нескольких исследованиях было предложено определять коэффициент связи датчика с использованием действительной части импеданса с частотой развертки [13–15]. Однако коэффициент пары датчиков можно определить с помощью коэффициента отражения в одной точке. Этот метод предотвращает генерацию сигналов частоты сканирования. Следовательно, система в целом имеет более высокое время отклика, а отсутствие генератора свип-сигналов уменьшает размер и стоимость системы. На рис. 5 показана предлагаемая структура. Он имеет PLL, который генерирует ВЧ-сигнал напряжения.ВЧ-синтезатор Texas Instruments PLL atinum LMX2571 с дробным дельта-сигма . PLL используется для генерации сигнала напряжения. Выходная частота LMX2571 может быть установлена ​​через цифровой интерфейс микропровода. Этот сигнал ВЧ-напряжения приводит в действие считывающую антенну. В то время как импеданс антенного устройства изменяется в зависимости от условий связи, меняется и отраженный эхосигнал. Таким образом, эхо-сигнал может быть извлечен с помощью направленного ответвителя ZEDC-10-2B от Mini-Circuits. ZEDC10-2B — это широкополосный, от 1 до 1000 МГц, трехпортовый направленный ответвитель.Направленный ответвитель направляет отраженный эхо-сигнал на связанный порт. Следовательно, выход связанного порта направленного ответвителя пропорционален коэффициенту отражения. Детектор огибающей аналогового устройства определяет огибающую сопряженного порта, и выходной сигнал огибающей пропорционален амплитуде. Выход системы где – выход системы, – коэффициент преобразования детектора огибающей. В ADL5511 нормальный коэффициент преобразования составляет 1,46 В/В. Впоследствии выходной сигнал огибающей можно измерить аналого-цифровым преобразователем (АЦП) или осциллографом.


Прототип предлагаемой внешней схемы построен с использованием имеющихся в продаже аналоговых интегральных схем (ИС) на печатной плате. Прототип изображен на рисунке 6.


(a) Плата генератора стимуляции
(b) Плата обнаружения огибающей
(a) Плата генератора стимуляции
(b) Плата обнаружения огибающей
2.4. Геометрия датчика и изготовление

Согласно [19], рабочая частота датчика тесно связана с геометрическим размером датчика.Из моделирования следует, что количество витков катушки оказывает значительное влияние на собственную индуктивность катушки и добротность датчика. В результате расчетов и сравнений были определены следующие структурные параметры. Разумный размер датчика представлен в таблице 2.




0 9 символ


Длина края внешнего поворота датчика катушки 40.0 мм
Длина пограничного поворота датчика катушки 11,6 мм
кромки длина параллельной пластины 4 6 мм
Количество катушек 15
Толщина керамической подложки 0.35 мм
0,4 мм

в стандартной технологии интеграции пленки, датчик спекается с использованием подложки из 95% оксида алюминия и серебряной пасты.Верх 1-го слоя и низ 3-го слоя были напечатаны трафаретной печатью на серебряном узоре на начальном этапе. Все слои ленты были уложены друг на друга и заламинированы. После этого стопку поместили в коробчатую печь и придали форму датчику при высокой температуре. Изображение изготовленного датчика показано на рисунке 7.

3. Эксперимент и обсуждение

Для исследования системы считывания был разработан стенд для испытания скорости вращения. На рисунках 8 и 9 представлен общий вид испытательного стенда.Датчик приклеен к поворотной пластине, которая удерживается с помощью подшипника. После этого пластину помещают в муфельную печь, а двигатель вращает датчик с постоянной скоростью.



Считывающая антенна соединена с вращающимся датчиком на расстоянии 5 мм. Антенна подключена к системе считывания, а выход системы считывания подключен к осциллографу rigol DS6064.

Первоначально резонансная частота датчика определяется в помещении по результатам электронного моделирования ANSYS.После этого кривая повышения температуры муфельной печи устанавливается на основе температурной кривой с рисунка 10. Каждая заданная точка температуры поддерживается в течение 10 мин для измерения рабочего выхода датчика. Драйвер настроен так, чтобы вращать шаговый двигатель со скоростью 60  об/мин в течение всего процесса. Мы измерили выход от комнатной температуры до 700°C; выходы указаны на рисунке 11. Если температура находится в диапазоне от 20°C до 500°C, масштабы выходной кривой составляют 500 мВ/дел. При температурах выше 500°С масштабы выходной кривой составляют 200 мВ/дел.С повышением температуры пик выходной мощности снижается из-за быстрого увеличения добротности . Результаты показаны на рисунке 12.




4. Заключение

В этом исследовании предлагается система считывания датчика для измерения скорости вращения и используется новый метод измерения скорости вращения при высоких температурах. Вводя синусоидальное возбуждение в считывающую антенну, измеряли амплитуду ее отраженного сигнала для получения эквивалентного импеданса.Чтобы устранить ослабление сигнала при высокой температуре, мы разработали усилительную схему для решения проблемы чувствительного обнаружения. Кроме того, мы разработали комбинированную испытательную платформу скорости вращения и температуры и протестировали датчик с использованием муфельной печи. Из теста данный сигнал скорости вращения может быть измерен при температуре 700°C с погрешностью менее 0,12%. Это показывает эффективность датчика в высокотемпературных средах.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Конфликт интересов в отношении публикации данного документа отсутствует.

Благодарности

Эта работа поддерживается Китайским фондом докторантуры (№ 2019M661071), Проектом сотрудничества промышленности, университетов и исследований Китайской группы развития авиации (№ HFZL2020CXY019) и Национальным фондом естественных наук Китайского молодежного фонда. (№ 51705475 и № 51705478).

Датчики скорости и переключатели скорости, зависящие от направления

ОБЗОР пользовательских датчиков скорости и переключателей скорости, зависящих от направления:

Традиционные магнитные датчики скорости и направления имеют 2 выхода в одной из следующих форм:

А.) Они обеспечивают 2 несовпадающих по фазе пульсирующих выхода, обнаруживающих шестерню, магнит(ы) или другую цель(и)

B.) Они обеспечивают один импульсный выход скорости и выход высокого/низкого направления.

 

В этих приложениях обычно тахометр или другой измеритель/контроллер контролирует выходные сигналы датчиков, чтобы обеспечить обратную связь по скорости и направлению для оператора или для прямого управления другими электронными элементами в системе.

 

Для некоторых приложений может потребоваться:

  • Выход при движении только в одном направлении; я.е. по часовой стрелке или вперед.
  • Выходной сигнал, если двигатель или приводной вал движется в одном направлении со скоростью выше или ниже определенной.
  • Выход для движения в одном направлении, но только после определенного количества импульсов.
  • Направленный выход, который может игнорировать несколько сломанных или погнутых зубов.

 

Для этих типов приложений компания Sensor Solutions разработала интеллектуальные переключатели направления скорости и импульсные датчики направления скорости, которые могут быть построены в соответствии с конкретными требованиями приложения.Датчики скорости и направления с широтно-импульсной модуляцией в настоящее время находятся в разработке и скоро будут анонсированы. Свяжитесь с компанией Sensor Solutions, чтобы определить, соответствует ли сигнал направления ШИМ требованиям вашего приложения.

 

Типы датчиков скорости направления, доступные от Sensor Solutions:

 

Переключатель скорости

Направленный переключатель скорости отслеживает сигналы, подаваемые чувствительными элементами, и определяет как направление движения, так и скорость выше или ниже заданного значения.Когда датчик обнаруживает движение в определенном направлении выше заданной скорости, выход датчика включается до тех пор, пока либо скорость, либо требование направления не перестанут удовлетворяться.

 

Выход «вкл./выкл.» может быть транзисторным переключающим выходом высокого/низкого уровня для подключения к счетчику или контроллеру или может быть реле разомкнуто/замкнуто.

 

Чтобы обеспечить программируемый переключатель скорости для приложения, датчики создаются, программируются и тестируются на основе следующих переменных:

  • Скорость включения: Это скорость (частота в Гц), при которой включается выход.Эта скорость обычно рассчитывается из числа оборотов в минуту на основе количества импульсов на оборот, но также может быть рассчитана из зубчатой ​​рейки и других целей линейного движения
  • .
  • OFF Time: Это измерение времени, которое сообщает выходу отключиться, если датчик не зарегистрировал импульс.
  • Количество последовательных импульсов включения: Это количество импульсов, которые датчик должен обнаружить выше скорости включения, прежде чем переключать выход.
  • ON Direction: Это направление движения цели относительно датчика и определяет, как датчик ориентирован при установке, чтобы гарантировать, что выход включается только при движении в желаемом направлении.
  • Количество последовательных импульсов для подтверждения изменения направления: Это количество импульсов, которое необходимо обнаружить после изменения направления, прежде чем выходной сигнал датчика зарегистрирует изменение направления.

 

 

Пример применения : Трактор имеет коробку отбора мощности, которая должна включаться только тогда, когда выходной вал трансмиссии вращается в одном направлении со скоростью более 100 об/мин.

  • ON Направление: Датчик сконструирован таким образом, что при установке перед 60-зубчатой ​​шестерней на валу выходной сигнал включается только при вращении вала по часовой стрелке.
  • ON Скорость: 100 об/мин на шестерне с 60 зубьями = 100 Гц
  • Время ВЫКЛ: ПРИ 100 об/мин датчик пульсирует каждые 0,01 секунды. Установка времени выключения на 0,011 секунды приведет к отключению выхода при 90,9 об/мин. Если время выключения близко к рабочей скорости, это может привести к «дребезжанию» выхода, если вал вращается близко к скорости включения.
  • Количество последовательных импульсов включения:   При установке значения 15 датчик должен регистрировать не менее 15 импульсов подряд (1/4 оборота) выше указанной скорости включения, прежде чем выход включится
  • Количество последовательных импульсов для подтверждения изменения направления: При установке значения 5 выход датчика должен будет увидеть 5 импульсов в одном и том же направлении вращения, прежде чем будет указано, что направление вывода изменилось.

 

Датчик направления скорости

Направленный датчик скорости отслеживает сигналы, подаваемые чувствительным элементом, и определяет направление движения. Когда датчик обнаруживает движение в определенном направлении, он выдает выходные импульсы, когда зубья шестерни, магниты или другие объекты проходят поверхность датчика.Если цель перестает двигаться или движется в противоположном направлении, на выходе не будет никаких импульсов.

 

Чтобы предоставить запрограммированный датчик скорости направления для приложения, датчики создаются, программируются и тестируются на основе следующих переменных:

  • ON Направление: Это направление движения объекта относительно датчика и определяет, как датчик ориентирован при установке, чтобы гарантировать, что выходной сигнал будет пульсировать только при движении в нужном направлении.
  • Количество последовательных импульсов для подтверждения изменения направления: Это количество импульсов, которое необходимо обнаружить после изменения направления, прежде чем выходной сигнал датчика зарегистрирует изменение направления и либо запустится, либо остановится.

 

Пример применения : Конвейерная система отслеживает скорость ленты и открывает питатель для сброса материала на ленту, только если она движется. Периодически направление конвейера меняется на обратное для очистки, но питатель должен оставаться закрытым во время процесса очистки

 

Стандартный одноканальный датчик скорости можно заменить направленным датчиком скорости, чтобы при движении конвейера назад контроллер подающего устройства не воспринимал импульсы от датчика.

  • ON Направление: Датчик сконструирован таким образом, что при установке перед 60-зубчатой ​​шестерней на валу выходной сигнал включается только при вращении вала по часовой стрелке.
  • Количество последовательных импульсов для подтверждения изменения направления: Если установить значение 5, выход датчика должен получить 5 импульсов в одном и том же направлении вращения, прежде чем он начнет или прекратит подавать выходные импульсы.

 

Цели для датчиков скорости и направления / переключатели скорости, зависящие от направления

Sensor Solutions предлагает запрограммированные сенсорные решения для определения скорости и направления для обнаружения цилиндрических зубчатых колес, реечных зубчатых колес, тональных колец и других целей датчиков из железа.Они также доступны для обнаружения целей с постоянными магнитами. Также доступны дополнительные примечания по применению с дополнительной информацией о выборе и конструкции цели магнитного датчика, а также о том, почему датчики скорости и направления строятся и калибруются на основе деталей цели датчика.

 

Если у вас есть приложение, в котором запрограммированный датчик скорости и направления или переключатель скорости в зависимости от направления, не стесняйтесь связаться с нами, чтобы обсудить ваши варианты. Инженеры по приложениям доступны по телефону с понедельника по пятницу и ответят на электронные письма в течение 1 рабочего дня.

 

 

 

Щелкните здесь, чтобы вернуться к указателю заметок по применению

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.