Принцип действия датчика скорости автомобиля
Принцип действия датчика скорости автомобиля с электронной системой управления двигателем (ЭСУД) основан на эффекте Холла (если через проводник или полупроводник пропустить электрический ток и воздействовать на него магнитным полем, то в нем возникает определенное выходное напряжение). В случае с датчиком скорости если изменять магнитное поле пропорционально скорости движения автомобиля, то ее можно вычислить.
Порядок работы и принцип действия датчика скорости
На примере датчика скорости автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 с инжекторным двигателем и системой управления (ЭСУД).
Датчик скорости автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 с электронным спидометром состоит из вала (привода) от шестерни в коробке передач и собственно датчика (элемент Холла, экран с прорезями и магнит). Экран вращается вместе с валом датчика. За экраном расположен магнит, создающий магнитное поле. Снаружи экрана расположен элемент Холла, состоящий из полупроводника и повышающих напряжение элементов.
На датчик скорости с блока управления (ЭБУ) ЭСУД подается напряжение равное (или чуть ниже) напряжению бортовой сети автомобиля. При движении автомобиля вал датчика вращается со скоростью пропорциональной скорости движения автомобиля. При этом экран вращается вокруг неподвижного магнита, своими зубцами прерывая создаваемое им магнитное поле. Всего зубцов шесть и прорезей шесть. При прохождении зубца между магнитом и элементом Холла на ЭБУ с датчика подается минимальное напряжение, равное 1v.
При прохождении прорези — равное 5v. Создаются так называемые прямоугольные импульсы. Всего 6000 импульсов на 1 км пути (6 импульсов – 1 метр или один оборот колеса, или один оборот вала датчика). Исходя из количества импульсов в единицу времени, ЭБУ рассчитывает скорость автомобиля, а электронный спидометр в щитке приборов показывает ее водителю.
Датчик Холла работаетБлок управления (ЭБУ) на основе данных полученных с датчика скорости определяет — стоит автомобиль или движется.
Так же параметр скорости движения учитывается им при расчете угла опережения зажигания, величины и продолжительности впрыска, силы искрового разряда на свечах зажигания.
Электронный спидометр в щитке приборов автомобиля на основе частоты импульсов с датчика скорости отклоняет стрелку в ту или иную сторону. Чем больше импульсов в единицу времени, тем выше напряжение, тем большее значение скорости показывает спидометр.
Примечания и дополнения
— На автомобилях с карбюраторными двигателями устанавливается механический датчик скорости имеющий иной принцип действия и порядок работы. Подробнее: «Датчик скорости автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 с карбюраторным двигателем».
Еще статьи по принципу действия частей и механизмов автомобиля
— Датчик Холла, принцип действия и порядок работы
— Признаки неисправности датчика Холла
Подписывайтесь на нас!
Автор MechanikОпубликовано Рубрики Принцип действияМетки автомобиль, датчик, действия, порядок, принцип, работы, скорости 3 144 viewsДатчик скорости: варианты замены ДСА
Содержание
Датчики в структуре автомобилей представляют собой своеобразных шпионов, сообщающих «старшим» узлам машины и непосредственно водителю некоторую информацию о функционировании той или иной системы. Благодаря этим данным, отмеченные ранее получатели принимают конкретные решения для организации дальнейшей работы транспортного средства. Подобные шпионы установлены в конструкции любого автомобиля и притом в немалом количестве. Одним из основных среди них, безусловно, является датчик скорости. Хотите знать о нём больше? Тогда обязательно ознакомьтесь с сегодняшней статьёй, детально описывающей то, как работает, ремонтируется и на что влияет датчик скорости современной машины.
Принципы работы и устройство датчика скорости
Принципы работы всех транспортных средств с течением времени всерьёз улучшались.
Так, механические определители скорости, основанные на анализе вращения специальных тросов, канули в лету, а на смену им пришли цифровые датчики скорости. Как работает обычный представитель подобных устройств? Крайне просто, по эффекту Холла, то есть посредством анализа электрических импульсов, поступающих от вращающегося колеса. Если быть точнее, то типовой датчик скорости автомобиля (в сокращении – ДСА) представляет собой небольшой элемент привода спидометра и располагается, как правило, в области КПП двигателя.
Сегодня принято выделять три вида датчиков:
- язычковые;
- индуктивные;
- основанные на эффекте Холла (современные электронные датчики скорости).
«Холловские» идентификаторы являются наиболее используемыми в современном автомобилестроении и применяются в конструкции большинства машин. Подобный датчик измерения скорости движения машины работает на основе явления Холла, которое предполагает определение некоторых физических показателей (в нашем случае именно скорости движения) за счёт анализа частоты электромагнитных импульсов.
- Импульсный датчик скорости монтируется в привод спидометра, который отслеживает частоту вращения одного из колёс, и вместе с ним формирует единую электроцепь;
- Определитель скорости сделан так, что в процессе своего функционирования на 1 километр продвижения автомобиля передаёт специальному контроллеру 6004 электронных импульсов. Частота передачи импульсов пропорционально увеличивается с увеличением скорости движения машины;
- Анализируя данное изменение, раннее отмеченный контроллер электронным «мозгом» высчитывает точную скорость движения автомобиля в данный момент времени и передаёт полученные показатели на управляющие блоки некоторых узлов транспортного средства (инжектор, карбюратор, ГБО и т.п.), а также – водителю через спидометр. Отметим, что сопротивления датчик практически не имеет, поэтому его физическая конструкция ни капли не влияет на получаемую в итоге скорость.
В целом, разобраться с современными датчиками, измеряющими скорость движения машины, очень просто. По сути, работают подобные устройства по принципу датчиков Холла, которые уже были детально рассмотрены в одной из статей на нашем ресурсе.
На что влияет датчик скорости движения
Теперь, когда устройство и принципы работы скоростных определителей детально освещены, не лишним будет ответить на часто задаваемый вопрос, а именно – «На что влияет датчик скорости?». Для ответа на него, в первую очередь, стоит рассмотреть основное предназначения данного устройства. На сегодняшний день предназначений у него несколько, а точнее 2 основных:
- Первое – это, несомненно, информирование водителя о скорости движения транспортного средства, чтобы тот мог полностью соблюдать ПДД. Тут, пожалуй, объяснений не требуется;
- Второе – также информирование, но уже не водителя, а других узлов машины о текущей скорости движения автомобиля. Наиболее важна эта информация для топливнораспределительных узлов машины: инжектора, карбюратора или редуктора ГБО. Именно основываясь на показателях датчика скорости, электроника этих деталей организует работу мотора на холостом ходу или при его движении по инерции. Из этого можно сделать вполне логичный вывод – от исправности скоростного идентификатора зависит правильность работы двигателя. То есть, при перерасходе топлива вполне можно грешить и на неисправности датчика скорости. Такая вот странная причина известной многим проблемы, а ведь при её появлении многие автомобилисты начинают проверять инжекторы, карбюраторы или другие топливные узлы, совершенно забывая о рассматриваемом сегодня устройстве.
Наиболее важна эта информация для топливнораспределительных узлов машины: инжектора, карбюратора или редуктора ГБО. Именно основываясь на показателях датчика скорости, электроника этих деталей организует работу мотора на холостом ходу или при его движении по инерции. Из этого можно сделать вполне логичный вывод – от исправности скоростного идентификатора зависит правильность работы двигателя. То есть, при перерасходе топлива вполне можно грешить и на неисправности датчика скорости. Такая вот странная причина известной многим проблемы, а ведь при её появлении многие автомобилисты начинают проверять инжекторы, карбюраторы или другие топливные узлы, совершенно забывая о рассматриваемом сегодня устройстве.Отвечая на вопрос по поводу того, на что влияет датчик скорости, можно дать два совершенно точных ответа:
- На безопасность дорожного движения;
- На правильность и стабильность работы автомобиля.
Зная об этом, наверное, каждый водитель перестанет пренебрежительно относиться к ситуациям, когда датчик скорости неисправен, и будет стараться вовремя принимать соответствующие меры.
Скоростной идентификатор в конструкции автомобиля
Ремонт любого рода или замена датчика скорости – процедура несложная, но требующая чёткого понимания его устройства в конструкции автомобиля. Не зная подобную информацию, ответить на вопросы по типу:
- Как проверить датчик скорости на правильность функционирования?
- Где находится датчик скорости?
- Как снять датчик скорости?
- Какова схема подключения датчика скорости?
- Как заменить датчик скорости?
и многие другие будет невозможно.
Для начала повторимся, что расположение датчика скорости практически на всех автомобилях предполагает его вмонтирование в привод спидометра (нередко называемый приводом датчика). Зачастую чтобы найти скоростной идентификатор достаточно найти провод, идущий от одного из передних колёс, и проследовать до места его следующего подключения. Устройство, к которому он подошёл, и есть датчик скорости, который нередко располагается на КПП.
Выглядит деталь практически всегда аналогично представленным ниже изображениям:
Ответив на вопрос о том, где расположен идентификатор, можно уже задуматься и о том, что представляет собой распиновка датчика скорости. Типовой вариант предполагает использование проводов, идущих на:
- сам датчик от привода спидометра;
- непосредственно на спидометр;
- главное реле;
- «землю»;
- контроллер;
- в некоторых случаях – иные узлы машины.
Нередко схема контактов датчика скорости соответствует следующей картинке:
Как видите, в плане расположения и подсоединения устройства особых сложностей не имеется. Более детально о том, как проводится проверка и снятие датчика скорости, читайте ниже.
Ремонт детали: симптомы неисправности и процедура замены
Менять датчик скорости движения требуется довольно-таки редко, что связано с высокой надёжностью данного устройства, которая достигается посредством его простоты.
Несмотря на это, то, на что влияет датчик скорости, требует должного отношения к этому узлу, поэтому появление некоторых признаков требует проведения диагностики идентификатора. Зачастую в перечень симптомов неисправности датчика входит:
- некорректное отображение данных на спидометре или его полная дисфункция;
- самопроизвольное глушение или отказ работы двигателя на холостом ходу;
- некоторые проблемы в работе мотора при движении машины по инерции;
- увеличение расхода топлива;
- присутствие ошибки на приборной панели или бортовом компьютере о неправильной работе ДСА.
Однако даже отмеченные признаки – не явный показатель неисправности узла. При их появлении менять устройство сразу же не стоит, важна качественная проверка датчика скорости на правильность функционирования. Проверяется он не сложно, а именно посредством организации следующих операций:
- Поддамкрачиваем колесо, к которому присоединяется привод спидометра;
- Находим сам датчик и подключаем к его контактам мультиметр;
- Вращаем колесо.
Напряжение на вольтметре есть – работа устройства в норме, отсутствует – требуется замена.
Замена датчика скорости проводится также очень просто. Порядок процедуры таков:
- Диагностируем неисправность идентификатора описанным выше способом;
- Снимаем старый датчик;
- Меняем его на новый. Ремонт окончен.
Примечание! При работе с датчиком скорости немаловажно отключать зажигание, так как при наличии напряжения в цепи и подключении вольтметра может случиться замыкание узла, что точно выведет его из строя.
Пожалуй, на этом по датчику скорости современных машин можно заканчивать. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вас вопросы. Удачи на дорогах!
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Поделиться с друзьями:
Датчик скорости— все, что вам нужно знать
Датчик скорости , важный компонент для работы нескольких бортовых систем, позволяет измерять скорость вращения магнита, чтобы обеспечить напряжение, соответствующее скорости вращения.
Широко используется в аэронавтике, автомобилестроении и точном машиностроении. В автомобильном секторе требуется датчик скорости вращения колеса. Примером его использования является то, что он может быть установлен на колесе для передачи информации в различные системы, такие как ABS (антиблокировочная тормозная система) или ESP (электронная программа стабилизации) для динамического управления автомобилем.
Получить предложение
Страница продукта — Станок для резки и гибки
Различные типы датчиков скорости
Использование датчика скорости также необходимо для контроля скорости электрического или теплового двигателя. Существуют различные типы датчиков скорости : индуктивные датчики, которые могут быть монополярными или биполярными, и активные датчики, которые могут быть магниторезистивными и работать на эффекте Холла.
- Монополярные индуктивные датчики представляют собой индуктивные или магнитные датчики, бесконтактно измеряющие скорость вращения колеса. Они производят так называемое переменное напряжение с амплитудой, которая может варьироваться в зависимости от скорости вращения, формы штыря, используемых материалов или размера зазора.
- Биполярные индуктивные датчики имеют особенность, заключающуюся в передаче более сильного электрического сигнала, чем сигнал, передаваемый монополярными датчиками. Они также менее чувствительны к деформации.
Они производят так называемое переменное напряжение с амплитудой, которая может варьироваться в зависимости от скорости вращения, формы штыря, используемых материалов или размера зазора. Последние два типа датчиков скорости являются активными датчиками. Они называются активными, потому что для работы должны питаться от внешнего напряжения. Без источника питания они не могут подавать никаких сигналов. В зависимости от магнитного потока, проходящего через него, чувствительные элементы, из которых он состоит, генерируют напряжение. Эти элементы относятся к магниторезистивным или на эффекте Холла. Напряжение, измеряемое этими типами датчиков, не зависит от скорости вращения колеса, поскольку его можно измерять до полной остановки. Это не относится к индуктивным датчикам.
- Активные магниторезистивные датчики состоят из встроенной электронной части и магниторезистивного элемента.
- Активные датчики Холла состоят из встроенной электронной части и элемента Холла.
Детальный обзор активного датчика Холла
Активный датчик скорости Холла состоит из двух частей: встроенной электронной части и элемента Холла, состоящего из двух смещенных датчиков Холла. Он генерирует напряжение, которое может изменяться в зависимости от магнитного потока, проходящего через него.
Например, в случае датчика скорости колеса вращение колеса создает магнитное поле, которое изменяется, создавая два чередующихся сигнала. Чтобы получить один сигнал, два сигнала вычитаются и фильтруются для подавления помех. Полученный новый сигнал усиливается, а затем передается на пороговый переключатель (или триггер Шмитта), где он обрезается и калибруется для формирования прямоугольного сигнала.
Наконец, последний проходит через два электрогенератора. Задачей этих генераторов является получение так называемого «чистого» и постоянного сигнала, не чувствительного к помехам.
Полезно знать, что выходной сигнал активных магниторезистивных датчиков и активных датчиков Холла идентичен, и если конструкция датчика позволяет, то их можно установить на один и тот же автомобиль.
Станок для резки и гибки Датчики скорости Холла
Как правило, производители поставляют датчиков скорости типа с активным эффектом Холла полосами из сотен компонентов. Чтобы интегрировать их в электронную схему, необходимо использовать машину для их резки и сгибания соединительных контактов.
Этот автоматический станок позволяет получать готовые к использованию детали за короткое время, что сводит к минимуму потребность в человеческом вмешательстве.
Есть, конечно, и менее дорогие ручные устройства, но они требуют вмешательства оператора. Производительность может быть крайне низкой, так как количество продукции, производимой в час, очень ограничено. Эти типы устройств больше подходят для прототипирования продукта или обучения.
С другой стороны, для более важных нужд использование автомата позволяет очень быстро получать детали в больших количествах. Кроме того, вы также получаете выгоду от превосходной точности резки и гибки и более высокой рентабельности.
Узнать цену
Свяжитесь с MGA Technologies
Мы доступны с 8:00 до 18:00 (UTC+2), с понедельника по пятницу.
+33 4 7883 0322
Контактная форма
22, Chemin des Pres Secs
69380 – Civrieux d’Azergues
Франция
Типы датчиков скорости — Motion Sensors Inc.
Мы здесь, чтобы помочь вам выбрать правильное решение для измерения скорости.
Motion Sensors предлагает полный спектр решений для стандартных скоростей. Наши стандартные датчики скорости и специалисты по применению, понимающие ваши потребности, делают датчики движения вашим незаменимым помощником в измерении скорости. Тип выходаСначала необходимо решить, требуется ли цифровой или аналоговый сигнал. Базовый датчик скорости с переменным магнитным сопротивлением (VR) обеспечивает аналоговую синусоидальную волну. Частота сигнала будет увеличиваться по мере увеличения скорости. Если требуется цифровой выход, варианты могут включать усиленные версии датчиков скорости VR или RF, датчики на эффекте Холла или соединение предварительного усилителя со стандартным датчиком VR или RF. Существует множество вариантов выхода, в том числе 0–5 В постоянного тока, 0–10 В постоянного тока, открытый коллектор и выход, привязанный к источнику питания.
Минимальные требования к выходному сигналу, детализация цели и воздушный зазор
Выходной сигнал датчика скорости сильно зависит от деталей приложения, таких как размер, форма и материал цели.
Типы целей значительно различаются, например, вращающиеся шестерни, лопасти турбины, винт, встроенный в вращающийся вал, или выемка из черного металла на конвейерной ленте. Мишени также могут иметь форму движущегося магнитного поля, например магниты с центральным полюсом или магниты, встроенные во внешний обод вращающегося устройства. В большинстве случаев требуется цель из черного металла, однако мы также можем предложить датчики с модулированной несущей (RF), которые способны обнаруживать определенные цветные металлы, такие как алюминий и немагнитная нержавеющая сталь.
Во многих случаях, если выход датчика будет подключен к ПЛК или другому электронному устройству, потребуется, чтобы датчик выдавал минимальный выходной сигнал. После того, как будут известны целевые детали, также будет важно определить воздушный зазор и минимальные/максимальные обороты в минуту приложения.
Воздушный зазор, определяемый как расстояние между наконечником датчика и целью, определяет мощность сигнала, подаваемого датчиком.
Чем ближе датчик установлен к шестерне, тем сильнее сигнал, однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы биение шестерни (колебание) не повредило переднюю часть датчика. По мере удаления датчика от цели сигнал будет уменьшаться, пока расстояние не станет настолько большим, что датчик больше не сможет точно определять вращение цели.
Руководство по выбору типа выхода
| ТИП ВЫХОДА | ПРЕИМУЩЕСТВА | 9011 1 НЕДОСТАТКИ |
| Фиксированное напряжение (TTL/CMOS) | Без дополнительных компонентов. Известное выходное напряжение. | Ухудшение сигнала при тяжелых нагрузках. Более чувствителен к линейному шуму. |
| Отслеживание поставок | Без дополнительных компонентов. Напряжение питания можно отслеживать. Бюджетный. | Ухудшение сигнала при тяжелых нагрузках. Более восприимчив к линейному шуму. Выход зависит от напряжения питания. |
| Открытый коллектор | Различное напряжение питания и выхода. Оптимизируйте ток привода, выбрав подтягивающий резистор. | Требуется дополнительный подтягивающий резистор. См. Калькулятор подтягивающих резисторов с открытым коллектором |
| Несимметричный двухтактный резистор с фиксированным напряжением | Без дополнительных компонентов. Известное выходное напряжение. Улучшена целостность сигнала при сложных нагрузках. Тепловая и шоу-защита цепи. | Умеренная помехоустойчивость линии. |
| Одностороннее двухтактное отслеживание поставок | Без дополнительных компонентов. Напряжение питания можно отслеживать. Улучшена целостность сигнала при сложных нагрузках. | Умеренная помехоустойчивость линии. Выход зависит от напряжения питания. Термическая защита и защита от короткого замыкания. |
| Дифференциальный двухтактный, фиксированный или с отслеживанием питания | Высокий уровень помехоустойчивости в сочетании с дифференциальным приемником с согласованным импедансом. | Требуется два соединения для каждого выхода. Более высокая стоимость. |
Датчики скорости специально разработаны для использования в экстремальных условиях. Наши датчики выбраны за их проверенную способность надежно работать в этих суровых условиях и разработаны с учетом этих конкретных условий окружающей среды. От аэрокосмической до железнодорожной и транспортной промышленности способность выдерживать перепады температуры, сильные удары и вибрацию, а также атмосферные факторы имеют важное значение для разработки успешного решения датчика скорости.
Высокие температуры
Наши датчики предназначены для надежной работы при экстремально высоких температурах. Высокотемпературные датчики с переменным магнитным сопротивлением (VR) предназначены для использования в средах с постоянной температурой 454°C и периодическим повышением до 538°C и используются в самых разных приложениях, от паровых турбин до ракет.
В то время как датчики VR предлагают самые высокие температуры; все наши датчики предназначены для максимального использования температурных возможностей. Мы предлагаем высокотемпературные радиочастотные модели, способные работать при температуре до 400°C, и все наши электронные продукты предлагаются в моделях, работающих при температуре до 125°C.
Криогеника
Герметичные датчики VR Motion Sensors идеально подходят для использования в криогенных приложениях. Стандартный диапазон рабочих температур составляет от -267°C до +232°C. Наши датчики уже много лет успешно используются в различных приложениях, включая бортовое оборудование космических челноков, расходомеры жидкого азота и криогенные ротаторы.
Термическое циклирование
Многие наши датчики скорости герметизированы специальным герметизирующим материалом, который обеспечивает превосходную компенсацию экстремальных температур и термоциклирования, гарантируя, что внутренние части датчика не будут повреждены из-за нагрузок от расширяющихся и сжимающихся компонентов.
Это особенно важно в приложениях, в которых периодически наблюдаются самые экстремальные подъемы и понижения температуры.
Высокая вибрация
Наши датчики прошли испытания в условиях высокой вибрации. Требования к испытаниям зависят от спецификаций приложения и включают спецификации DO160 и военных самолетов, испытания для использования на борту космических челноков и IEC 60068 для железнодорожных и транспортных приложений. Все наши стандартные линейки продуктов были протестированы в соответствии со стандартом MIL-STD-202G, метод 214A, условия испытаний H. Motion Sensors имеет собственные возможности для проведения испытаний на вибрацию и может проверить характеристики вибрации датчика скорости в соответствии с требованиями конкретного применения.
Герметичное уплотнение
Первоначальные датчики скорости Motion Sensors были герметично закрыты со сварным швом на конце датчика и разъеме. Коннектор включает в себя уплотнение стекло-металл, гарантирующее, что внутренние компоненты датчика защищены от проникновения влаги.
Мы по-прежнему используем эту конструкцию сегодня в большом количестве приложений, где условия окружающей среды требуют полностью герметичного решения. Области применения варьируются от установок, требующих санитарной очистки, до датчиков контроля топлива в аэрокосмической отрасли.
Конструкция из нержавеющей стали
Помимо герметичного уплотнения, Motion Sensors также изготавливает 99% наших датчиков скорости из нержавеющей стали, что обеспечивает превосходную защиту от ржавчины и коррозии. Несмотря на то, что это увеличивает стоимость по сравнению с решениями из формованных или пластмассовых изделий большого объема, оно обеспечивает надежность и качество, необходимые для экстремальных условий, в которых устанавливаются наши датчики скорости.
Компенсатор натяжения
На протяжении многих лет мы работали с рядом клиентов, чтобы предоставить решения для приложений, в которых существующие датчики преждевременно вышли из строя из-за отсутствия компенсатора натяжения.
Наши конструкции предусматривают разгрузку от натяжения по всей конструкции датчика, от крепления выводов обмотки до соединений на печатной плате и паяных соединений разъемов. У нас также есть возможность включить дополнительную внешнюю разгрузку от натяжения в приложения с требованиями к проводке и кабелям, которые будут подвергаться сильным ударам, вибрации и истиранию, например, под шасси локомотива. Это достигается за счет использования таких опций, как термоусадка, литье под давлением, шланг и кабелепровод.
Датчик скорости VR имеет самый широкий диапазон рабочих температур. У Motion Sensors есть модели VR с температурой от -267C до 538C. Модели с усилителем, включающие электронику, имеют более ограниченный температурный диапазон, в большинстве случаев от -40°C до 85°C, с высокотемпературными вариантами до 125°C. Температурный диапазон влияет как на цену, так и на производительность датчика из-за выбора материала и конструктивных ограничений, поэтому важно понимать температурный диапазон применения, чтобы выбрать подходящий датчик.
Типовые диапазоны:
Датчики переменного сопротивления
от -55°C до 120°C
от -267°C до 232°C
от -267°C до 538°C 9000 5
Радиочастотные датчики скорости
-74 до 204C
— от 74 до 400°C
Электроника, датчики с усилителем и датчики Холла
от -40°C до 85°C
от -40°C до 125°C
Нулевая скорость
9Датчики скорости на эффекте Холла 0002 обеспечивают возможность определения истинной нулевой скорости, в то время как датчику с переменным магнитным сопротивлением потребуется определенное количество движений, чтобы определить движение цели. Радиочастотные датчики скорости обеспечивают «почти нулевую» реакцию скорости и используются вместо устройств на эффекте Холла в приложениях, где желательна нулевая скорость, но ограничения воздушного зазора, сопротивления или температуры делают использование технологии эффекта Холла нецелесообразным.
Перетаскивание
В некоторых приложениях сила Гаусса датчика имеет решающее значение. Например, многие приложения для измерения расхода турбины работают в условиях «низкого расхода», когда движению лопасти турбины может препятствовать магнитное поле датчика. В этих типах приложений обязательно, чтобы сила Гаусса была установлена, чтобы гарантировать, что вращение цели не будет затронуто, или чтобы использовалось решение, такое как датчик скорости RF, который практически не имеет магнитного поля. Приложения с валами или зубчатыми колесами, которые приводятся в действие механическим источником, таким как двигатель или шкив, скорее всего, не будут сталкиваться с такими проблемами.
Искробезопасность
Если датчик расположен в опасной зоне, может потребоваться искробезопасное сертифицированное устройство. Датчики движения могут предоставлять версии наших датчиков с переменным магнитным сопротивлением, радиочастотных, усиленных, датчиков Холла и магниторезистивных датчиков в искробезопасных версиях, которые сертифицированы как ATEX, так и CSA.
Мы также предлагаем сертифицированные версии наших автономных предусилителей. Для этих продуктов существуют особые рекомендации по установке и ограничения по диапазону температур окружающей среды.
Наши сертификаты искробезопасности ATEX и CSA дают возможность настроить датчик в соответствии с конкретным приложением или требованиями заказчика в соответствии с существующими сертификатами.
Преимущества включают в себя:
- полный спектр вариантов настройки датчика скорости, включая размер/длину резьбы, взаимное соединение (разъем и косички), резьбу NPT и функциональные опции (сопротивление, сила Гаусса и т. д.)
- возможность предоставления сертифицированных версия «старой» конструкции датчика скорости для сокращения времени и затрат на полную квалификацию (характеристики датчика эквивалентны устаревшему датчику)
- сокращение времени разработки специальных датчиков скорости, сертифицированных по ATEX или CSA — обычно 1-2 недели (по сравнению с месяцами, если требуется новая сертификация) пересмотренная сертификация
Принципы работы
- Эффект Холла
Датчики нулевой скорости - Переменное сопротивление
Датчики скорости - ВЧ (вихретоковый)
Датчики скорости - Усилитель (активный)
Датчики скорости - Предусилители
- Искробезопасные датчики скорости
- Взрывозащищенный
Датчики скорости
Датчики движения (MSI) Датчики на эффекте Холла (HE) представляют собой устройства для определения истинной нулевой скорости, в которых используется специальная микросхема твердотельного преобразователя, вырабатывающая выходное напряжение при изменении магнитного поля.
Преобразователи на эффекте Холла производятся с различной чувствительностью, конфигурациями и типами выходного сигнала; аналоговый или цифровой. Стандартные датчики HE MSI делятся на две основные категории; ориентированный — требует ориентации по направлению движения цели, а неориентированный — не требует, но обычно имеет худшие характеристики при использовании с целями с более мелким шагом. Стандартные серии: ориентированные: H HD и неориентированные: HN.
Датчики Холла имеют ограничения; «сопротивление» при использовании с внутренним магнитным полем (возможны конструкции с нулевым сопротивлением, использующие внешнее магнитное возбуждение), ограниченное максимальное расстояние срабатывания (по сравнению с другими технологиями, такими как RF, и максимальная рабочая температура по сравнению с переменным сопротивлением (VR)
Переменное сопротивление (VR) ) датчики предлагают уникальное решение многих проблем системных измерений, предоставляя простое, точное, надежное, универсальное счетное устройство
Датчик переменного магнитного сопротивления состоит из обмотки, намотанной на цилиндрический магнитный материал, обычно сделанный из какого-либо ферромагнитного материала, который называется полюсным наконечником.
За полюсным наконечником прикреплен магнит, создающий магнитное поле через полюсный наконечник и обмотку. Это магнитное поле исходит из передней части полюсного наконечника, также известного как наконечник датчика. Когда железный материал проходит через это магнитное поле и разрушает его, генерируется электричество (синусоидальная волна). Они являются пассивными устройствами и не требуют внешнего источника питания для генерации сигнала.
Таким образом, когда кончик датчика помещается рядом с движущимся или вращающимся устройством из черного металла, таким как шестерня или ротор, создается простой метод измерения скорости вращения. Частота сигнала прямо пропорциональна скорости вращения. На амплитуду сигнала влияет скорость вращения, измеряемый материал и расстояние, известное как «воздушный зазор», между наконечником датчика и вращающимся объектом.
Большинство производителей магнитных датчиков основывают свою конструкцию на очень малых воздушных зазорах от 0,005 до 0,015 дюйма.
Увеличение размера этого зазора приводит к падению напряжения сигнала. В практическом применении такие небольшие зазоры могут быть опасными, особенно если воспринимаемый объект не концентричен или имеет тенденцию к потере концентричности при увеличении скорости или движения. В линейке датчиков VR Premium от MSI используется специальный «фокусирующий наконечник», который позволяет датчику работать с большими зазорами, превышающими 0,060 дюйма. Чем ближе датчик к воспринимаемому объекту, тем больше амплитуда. Однако датчики MSI позволяют чтобы датчик находился дальше от цели без быстрого ухудшения сигнала, как в других датчиках.
Motion Sensors также производит датчики с переменным магнитным сопротивлением, известные как индуктивные магнитные датчики. Они отличаются от стандартных датчиков VR тем, что магнит находится не в блоке, а в воспринимаемом объекте. Они используются, когда чувствительное вращающееся устройство не может быть изготовлено из черных металлов. Например, если цель, которую необходимо обнаружить, изготовлена из немагнитной нержавеющей стали, латуни, алюминия или пластика, центральный полюсный магнит может быть помещен в центр вращающегося устройства.
В качестве альтернативы магниты могут быть встроены (на равном расстоянии друг от друга) во внешний край или диаметр мишени. Индуктивные датчики будут воспринимать магнитные поля и выдавать сигнал. Они также предназначены для обеспечения этой возможности при расстояниях воздушного зазора, значительно превышающих стандартные датчики VR, что требуется для расположения центральных полюсов магнитов.
Таким образом, датчики с переменным магнитным сопротивлением преобразуют механическое движение в электрическую энергию без прямого контакта, когда они расположены рядом с вращающимся ротором, шестерней, валом или другим регулярно движущимся устройством. Выходной сигнал может подаваться на цифровой счетчик, сумматор, аналоговый преобразователь, тахометр, устройство контроля превышения или понижения скорости, осциллограф или другое устройство контроля и управления. Датчик представляет собой простой, надежный и недорогой преобразователь для очень сложных систем управления.
Преимущества датчиков движения (MSI) Радиочастотные датчики: почти нулевая реакция скорости, отсутствие магнитного сопротивления, большие воздушные зазоры и способность обнаруживать цветные металлы, такие как алюминий и немагнитная нержавеющая сталь, а также черные металлы.
Радиочастотные датчики используют модулированный несущий сигнал для обнаружения вращающихся металлов. В отличие от своих аналогов с переменным магнитным сопротивлением (VR), радиочастотным датчикам для работы требуется внутренний или внешний предусилитель/преобразователь сигнала. При обнаружении цели образуются вихревые токи, уменьшающие амплитуду сигнала. Предварительный усилитель/преобразователь сигналов демодулирует сигнал, обнаруживает падение напряжения и формирует прямоугольный импульс (цифровой) на выходе с частотой, прямо пропорциональной количеству лопастей турбины, зубьев шестерни и т. д., которые были обнаружены.
Сочетает в себе высокочувствительные усилители и преобразователи сигналов либо с переменным магнитным сопротивлением, либо с ВЧ преобразователями. Уникальные функции включают в себя определение скорости, близкой к нулевой скорости (2 Гц), большой воздушный зазор и несколько вариантов импульсного выхода.
Motion Sensors разработала стандартную линейку предусилителей и преобразователей сигналов для установки с нашими датчиками скорости.