IFM速度傳感器的工作原理

IFM速度傳感器

MX5017

MXD41,7 安戈/赫/2M/中國

金屬齒輪的非接觸檢測(cè)

應(yīng)用于開關(guān)頻率，最高可達(dá) 15,000 Hz

可準(zhǔn)確檢測(cè)齒輪

工作溫度范圍大

經(jīng)由法蘭適配器快速安裝

速度感測(cè)器

IFM速度傳感器是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域常用的檢測(cè)設(shè)備，主要用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體（如電機(jī)軸、齒輪、傳送帶輪等）的轉(zhuǎn)速或線速度。其工作原理基于不同的檢測(cè)技術(shù)，常見類型包括電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、光電式等，以下分別介紹各類的核心原理：

一、電磁感應(yīng)式速度傳感器（磁電式）

核心原理：電磁感應(yīng)定律

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

工作過程：當(dāng)齒輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒牙交替靠近和遠(yuǎn)離傳感器的鐵芯。

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

磁通量的變化會(huì)在線圈中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)（電壓信號(hào)），其頻率與齒輪的轉(zhuǎn)速成正比（轉(zhuǎn)速越高，齒牙交替頻率越快，感應(yīng)電壓頻率越高）。

傳感器內(nèi)部電路對(duì)交變信號(hào)進(jìn)行放大、整形（如轉(zhuǎn)化為方波），輸出脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)（如 4-20mA），后續(xù)設(shè)備通過計(jì)算脈沖頻率即可得到轉(zhuǎn)速。

IFM速度傳感器特點(diǎn)：

無需外部電源（部分被動(dòng)式），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗油污、粉塵能力強(qiáng)，適用于惡劣工業(yè)環(huán)境（如齒輪箱、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)）。

二、霍爾效應(yīng)式速度傳感器

核心原理：霍爾效應(yīng)

結(jié)構(gòu)組成：包含霍爾元件、磁鐵，通常搭配帶磁性的旋轉(zhuǎn)體（如磁鋼、帶凸極的磁環(huán)）。

工作過程：霍爾元件處于磁鐵產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體的磁性部分（如磁鋼）經(jīng)過霍爾元件時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化。

根據(jù)霍爾效應(yīng)，磁場(chǎng)變化會(huì)使霍爾元件兩端產(chǎn)生與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的霍爾電壓。

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

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

IFM速度傳感器特點(diǎn)：

響應(yīng)速度快，輸出信號(hào)穩(wěn)定，可檢測(cè)低速運(yùn)動(dòng)，需配合磁性旋轉(zhuǎn)體使用，適用于電機(jī)、泵類設(shè)備的轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)。

三、光電式速度傳感器

核心原理：光電轉(zhuǎn)換

結(jié)構(gòu)組成：分為透射式（發(fā)光二極管、光敏三極管、帶孔圓盤）和反射式（發(fā)光二極管、光敏三極管、反光標(biāo)記）。

工作過程：透射式：帶孔圓盤隨軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)孔對(duì)準(zhǔn)發(fā)光二極管與光敏三極管時(shí)，光線穿過孔照射到光敏三極管，使其導(dǎo)通；無孔部分遮擋光線時(shí)，光敏三極管截止，產(chǎn)生脈沖信號(hào)。

反射式：旋轉(zhuǎn)體表面有反光貼紙（或反光區(qū)域），發(fā)光二極管發(fā)射的光線照射到旋轉(zhuǎn)體，反光區(qū)域反射光線至光敏三極管使其導(dǎo)通，非反光區(qū)域無反射則截止，形成脈沖信號(hào)。

脈沖頻率與旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速成正比，經(jīng)電路處理后輸出速度信號(hào)。

特點(diǎn)：

精度高，無接觸磨損，適用于潔凈環(huán)境（如食品、醫(yī)藥設(shè)備），但易受粉塵、油污遮擋影響，需保持光路清潔。

IFM速度傳感器總結(jié)

IFM 速度傳感器的核心邏輯是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械量（轉(zhuǎn)速）通過物理效應(yīng)（電磁感應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光電轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（脈沖或模擬量），再通過電路處理輸出可被控制系統(tǒng)識(shí)別的信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。不同類型的傳感器根據(jù)檢測(cè)原理適配不同的應(yīng)用場(chǎng)景，用戶需根據(jù)環(huán)境（如油污、粉塵）、轉(zhuǎn)速范圍、安裝條件選擇合適的型號(hào)。