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柴油机测试技术

转速传感器种类、原理及发展趋势

将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间

接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信

号形式的不同，转速传感器可分为模拟式和数字式两种。前者的输出

信号值是转速的线性函数,后者的输出信号频率与转速成正比,或其信

号峰值间隔与转速成反比。转速传感器的种类繁多、应用极广，其原

因是在自动控制系统和自动化仪表中大量使用各种电机，在不少场合

下对低速（如每小时一转以下）、高速（如每分钟数十万转）、稳速

（如误差仅为万分之几）和瞬时速度的精确测量有严格的要求。常用

的转速传感器有光电式、电容式、变磁阻式以及测速发电机。下面浅

析这几种传感器。

一．光电式转速传感器

光电式转速传感器对转速的测量，主要是通过将光线的发射与被

测物体的转动相关联，再以光敏元件对光线的进行感应来完成的。光

电式转速传感器从工作方式角度划分，分为透射式光电转速传感器和

反射式光电转速传感器两种。

1、投射式光电转速传感器

投射式光电转速传感器设有读数盘和测量盘，两者之间存在间隔

相同的缝隙。投射式光电转速传感器在测量物体转速时，测量盘会随

着被测物体转动，光线则随测量盘转动不断经过各条缝隙，并透过缝

隙投射到光敏元件上。

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投射式光电转速传感器的光敏元件在接收光线并感知其明暗变化

后，即输出电流脉冲信号。投射式光电转速传感器的脉冲信号，通过

在一段时间内的计数和计算，就可以获得被测量对象的转速状态。

2、反射式光电转速传感器

反射式光电转速传感器是通过在被测量转轴上设定反射记号，而

后获得光线反射信号来完成物体转速测量的。反射式光电转速传感器

的光源会对被测转轴发出光线，光线透过透镜和半透膜入射到被测转

轴上，而当被测转轴转动时，反射记号对光线的反射率就会发生变化。

反射式光电转速传感器内装有光敏元件，当转轴转动反射率增大

时，反射光线会通过透镜投射到光敏元件上，反射式光电转速传感器

即可发出一个脉冲信号，而当反射光线随转轴转动到另一位置时，反

射率变小光线变弱，光敏元件无法感应，即不会发出脉冲信号。

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二、变磁阻式转速传感器

它属于变磁阻式传感器。变磁阻式传感器的三种基本类型，电感式传

感器、变压器式传感器和电涡流式传感器都可制成转速传感器。电感式转

速传感器应用较广，它利用磁通变化而产生感应电势，其电势大小取决于

磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两

种。开磁路式转速传感器（图4a）结构比较简单，输出信号较小，不宜在

振动剧烈的场合使用。闭磁路式转速传感器由装在转轴上的外齿轮、内齿

轮、线圈和永久磁铁构成（图4b）。内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连

接到被测轴上一起转动时，由于内、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，

在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。

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三．电容式转速传感器

它属于电容式传感器，有面积变化型和介质变