XS12JK-4P/Y 磁性轉速傳感器

轉速傳感器由磁敏電阻作感到元件，是新型的轉速傳感器。中央部件是采用磁敏電阻動作檢測的元件，再經歷全新的信號打點電途令噪聲消重，效力更完備。通過與其它類型齒轉速傳感器的輸出波形比照，所測到轉速的偏差極小以及線性個性具有很好的類似性.感到對象為磁性資料或導磁資料，如磁鋼、鐵和電工鋼等。當被測體上帶有突出（或凹陷）的磁性或導磁資料，跟著被測物體轉動時，傳感器輸出與回旋頻率干系的脈沖信號，抵達測速或位移檢測的發訊主意。

XS12JK-4P/Y 磁性轉速傳感器

一、轉速傳感器的類型及工作原理

轉速傳感器大致分為電渦流式、磁電式、霍爾式和磁阻式四種類型。其中，磁電式轉速傳感器是被動式轉速傳感器，又稱無源轉速傳感器；相對應的，電渦流式、霍爾式和磁阻式轉速傳感器是主動式轉速傳感器，也稱有源轉速傳感器，有一個電源電路為傳感器提供外部電壓供電，在外部供電無法提供時，主動式轉速傳感器將無轉速信號產生。

轉速信號的采集過程實際上可以看作是對旋轉件的測速過程。轉速測量常用的電渦流式和磁電式等也曾應用于汽車輪速信號的測量。相比較而言，電渦流式轉速傳感器工作可靠，信號強，容易實現轉速測量，價格適中，受環境因素（如溫度、水、油污、各種粉塵等）的影響較小，基于以上優點，電渦流式轉速傳感器在轉速信號的采集中應用廣泛。

1、電渦流式轉速傳感器

電渦流式轉速傳感器基于電渦流效應。當接通傳感器電源時，在前置器內會產生一個高頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產生交變磁場H1，見圖1。如果在磁場H1的范圍內沒有金屬導體材料接近，則發射出去的交變磁場的能量會全部釋放；反之，如果有金屬導體材料靠近探頭頭部，則交變磁場H1將在導體的表面產生電渦流場，該電渦流場也會產生一個方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用，就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改變了線圈的有效阻抗。這種變化既與電渦流效應有關，又與靜磁學有關，即與金屬導體的電導率、磁導率、幾何形狀、線圈幾何參數、激勵電流頻率以及線圈到金屬導體的距離參數有關。假定金屬導體是均質的，其性能是線性和各向同性的，則線圈─金屬導體系統的物理性質通常可由金屬導體的磁導率μ、電導率σ、尺寸因子r、線圈與金屬導體的距離δ，線圈激勵電流強度I和頻率ω等參數來描述。因此線圈的阻抗可用函數Z=F（μ，σ，r，δ，I，ω）來表示。

如果控制μ，σ，r，I，ω恒定不變，那么阻抗Z就成為距離δ的單值函數，由麥克斯韋爾公式可以求得此函數為一非線性函數，其曲線為“S”形曲線，在一定范圍內可以近似為一線性函數。

在轉速測量實際應用中，被測體通常是凹槽或凸鍵或齒輪，線圈密封在探頭中，線圈阻抗的變化通過封裝在前置器中的電子線路處理轉換成電壓或電流輸出。這個電子線路并不是直接測量線圈的阻抗，而是采用并聯諧振法，見圖2：

即在前置器中將一個固定電容和探頭線圈LX并聯并與晶體管T一起構成一個振蕩器，振蕩器的振幅UX與線圈阻抗成正比，因此振蕩器的振幅UX會隨探頭與被測體頂面和底面距離的交替改變而改變。UX經檢波、濾波、放大、整形后輸出轉速信號UO，見圖3，根據使用需要UO也可以是方波。

2、磁電式轉速傳感器

磁電式轉速傳感器基于電磁感應原理，利用電磁感應把被測對象的運動轉換成線圈的自感系數和互感系數的變化，再由電路轉換為電壓或電流的變化量輸出，實現非電量到電量的轉換。

由電磁感應定律可知，通過回路面積的磁通量發生變化時，回路中會產生感應電動勢，如公式（1）所示：

由式（1）、（2）可見，磁通量的變化決定了感應電動勢的輸出，磁通量的變化頻率決定了感應電動勢的輸出頻率。電感式轉速傳感器工作原理結構如圖4所示。

當旋轉件運動時，齒圈隨半軸轉動，齒圈的齒形變化引起齒圈與yong久磁鐵間隙的變化，繼而對磁通量造成影響，感應線圈中的感應電動勢隨之變化。通過對輸出電勢的頻率統計，可知旋轉件轉速為：

3、霍爾式轉速傳感器
   霍爾式轉速傳感器基于霍爾效應，由霍爾組件結合電子元件組成，霍爾元件外加與電流方向垂直的磁場，在霍爾元件的兩端會產生電勢差，即霍爾電勢差。

值得注意的是，自由電子濃度n受溫度影響較大，要注意消除溫度變化造成的影響。

霍爾式轉速傳感器工作原理結構如圖5所示。具有磁化軌道的轉軸或磁性軸用于產生磁場，yong久背磁用于產生偏轉磁場。A和B可統稱為編碼器。

旋轉件運動時，編碼器轉動，霍爾式轉速傳感器檢測到編碼器的磁通量的大小變化。通常傳感器內部包含兩個霍爾元件，運動過程中產生具有一定相位差的波形，兩波形經差分放大，實現精度和靈敏度的提高。

旋轉件轉速也可用式（3）表示，其中f表示為霍爾電壓的信號頻率。

4、磁阻式轉速傳感器
   可變磁阻式轉速傳感器基于磁阻效應，與霍爾效應類似的是，在磁阻效應元件上接通電流和通過磁場，這里的磁場與電流成角度α設置，如圖6，這樣磁場耦合到磁阻效應元件（一般為鐵磁材料制作的薄板，稱之為韋斯磁疇）方向的磁通量的變化率發生變化，從而改變元件的電阻（系數）。
   當外部磁場與磁阻元件中的電流之間的夾角α發生變化時，磁阻元件電阻R變化，有：

與霍爾元件的信號處理類似，當需要消除零點漂移時可以做差分處理，磁阻元件可以通過添加磁阻元件以外調整電橋結構進行差分放大，一般常用的是采用六橋結構。旋轉件轉速也可用式（3）表示，其中，f表示為霍爾電壓的信號頻率。