传感器与检测技术第四章1速度加速度传感器课件.ppt

分类 实质：一台单相永磁转子同步发电机，定子绕组感应的交变电势大小和频率都随着输出信号（转速）而变化，即： 感应子式测速发电机和脉冲式测速发电机的工作原理基本相同。都是利用定、转子齿槽位置相对变化而使输出绕组中的磁通发生脉动，从而感应出电势。右为感应子式测速发电机的原理性结构图。 当转子一个齿的轴线与定子某齿的轴线位置一致时，如图中定子齿2所示，该定子齿对应有最大的气隙磁导值。而当转子转过半个齿距后，使转子槽的轴线与上述定子齿的轴线位置一致，该定子齿就对应有最小的气隙磁导值。 以后便以此重复进行。这样定子输出绕组所匝链的磁通大小也相应发生周期性的变化，在其中便感应出交流电势。由以上分析可知，每当转子转过—个齿距、输出绕组的感应电势就变化一个周期．故输出电势的频率应为 以后便以此重复进行。这样定子输出绕组所匝链的磁通大小也相应发生周期性的变化，在其中便感应出交流电势。由以上分析可知，每当转子转过—个齿距、输出绕组的感应电势就变化一个周期．故输出电势的频率应为 脉冲式测速发电机是以脉冲频率作为输出信号。因输出电压的脉冲频率与转子转速保持严格的正比关系，所以也是属于同步电机类型。 其特点是输出信号的频率相当高，即使在较低的转速下(如每分钟几转或几十转）也能输出较多的脉冲数。 因此，以脉冲个数表示的速度分辨率就比较高，使它适用子速度较低的调节系统，特别适用于如下图的鉴频锁相速度控制系统。 目前在自动控制系统中广泛应用的是空心杯转子异步测速发电机。 这种结构型式可使测速发电机输出特性有较高的精度，又因其转子的转动惯量较小，能够满足系统快速性的要求。 同时，为了获得较好的线性输出特性并使其性能稳定，转子电阻要比空心杯转子两相伺服电动机更大。因此，空心杯转子通常采用电阻率较大和温度系数较低的材料制成，如磷青铜、锡锌青铜、硅锰青铜等。 目前，我国生产的这种测速发电机，其型号为CK 交流异步测速发电机 交流异步测速发电机 交流异步测速发电机 交流异步测速发电机 交流异步测速发电机 交流异步测速发电机 交流异步测速发电机 脉冲式同步测速发电机 2.交流测速发电机 脉冲式同步测速发电机 2.交流测速发电机 2.交流测速发电机 交流异步测速发电机 2.交流测速发电机 交流测速发电机主要由固定不动的定子和中间的转子两部分组成。 定子和转子都固定在软铁材料（硅钢）制成的铁心上，以便在发电机内部形成工作磁路。 2.交流测速发电机 两相定子绕组空间互差 90? 电角度，其中一个绕组为励磁绕组，另一个绕组为输出绕组。 交流测速发电机有两种转子：鼠笼转子和非磁性杯形转子。 鼠笼转子的导流条嵌装在铁心的槽中，两端的两个短路环把所有导流条连接在一起，构成转子绕组。 2.交流测速发电机 2.交流测速发电机 非磁性杯形转子交流测速发电机，测量精度高，转子的转动惯量小，应用广泛。 杯形转子可以看成有无数紧密排列的导流条的鼠笼，杯的两端就是短路环。 转子不动时 励磁绕组和转子绕组就相当于空载变压器的原边绕组和副边绕组，其交变磁场的轴线方向都与输出绕组垂直，输出绕组没有感应电势产生。 2.交流测速发电机 2.交流测速发电机 转子转动时 转子绕组切割励磁绕组产生的交变磁场的磁力线，其感应电流产生的交变磁场沿输出绕组的轴线方向，输出绕组产生交变感应电势输出。 2.交流测速发电机 定子输出绕组感应电势的频率等于转子磁场频率，也就等于励磁电源频率。转子磁场和输出绕组感应电势的幅值（有效值）正比于转子的转速。 二、线振动速度传感器 当一个绕有N匝的线圈作垂直于磁场方向相对运动时，线圈切割磁力线，由法拉第电磁感应定律可知，线圈产生感应电动势E 传感器结构选定后，其N，B，L均为常数，因此感应式传感器的感应电动势正比于被测速度 磁电式传感器 二、线振动速度传感器 当壳体5随被测振动体一起振动时，由于弹簧2较软，运动部件 质量相对较大，因此当振动 频率远高于传感器的固有频 率时，运动部件的惯性很大， 来不及跟随振动体一起振动， 而产生相对运动，而永久磁 铁4与线圈3之间的相对运动 速度接近于振动体振动速度， 因此传感器中产生与振动速 度成正比的感应电动势并输出。 恒定磁通式线振动速度传感器 三、变磁通式、霍尔式和电涡流式速度传感器 1.变磁通式 变磁通式又称（变）磁阻式或变气隙式，常用来测量旋转物体 的角速度 开磁路式 闭磁路式 三、变磁通式、霍尔式和电涡流式速度传感器 1.变磁通式 开磁路式 工作时，传感器不动，将导磁 材料制成的测量齿轮安装在被测旋转体上。传感器软铁与 齿轮轮齿的间隙约为0.1~0.7mm。 间歇小，输出电压幅值大，但太 小时会因齿轮安装偏心而发生齿 轮和传感器卡死现象。所