Kāds ir spidometra sensora darbības princips?

Spidometra sensori pārvērš objekta ātrumu izmērāmā elektriskajā signālā (piemēram, sprieguma, frekvences vai impulsu skaitā), kas pēc tam tiek elektroniski apstrādāts, lai darbinātu adatu vai parādītu ātruma vērtību ekrānā. To pamatprincips ir balstīts uz elektromagnētisko indukciju, Hola efektu, fotoelektrisko efektu vai Doplera efektu. Tālāk ir sniegts ieskats, kā darbojas dažāda veida spidometra sensori un kam tie tiek izmantoti.
I. Elektromagnētiskās indukcijas ātruma sensors
Kā tas darbojas: saskaņā ar Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumu, kad vadītāji (piemēram, spoles) pārvietojas magnētiskajā laukā, magnētiskā lauka līniju griešana rada inducētu elektromotora spēku (EMF) (spriegumu). Indukcijas emf lielums ir proporcionāls ātrumam, ar kādu vadītājs sagriež magnētiskā lauka līniju, šādi:
E.L.v.
kur,
B pakāpe
Tas ir magnētiskā lauka stiprums,
l/
ir spoles efektīvais garums, un
v. IEVADS
Tas ir griešanas ātrums.
Struktūra:
Magnētiskie serdeņi un spoles: fiksēti sensora korpusā, lai veidotu stabilu magnētisko lauku.
Magnētiskā serdeņa ass, kas savienota ar mērīto objektu: kad objekts kustas, tas liek serdes vārpstai griezties, izraisot spoles magnētiskā lauka līnijas pārgriešanu.
Izejas signāls: inducētais elektromotora spēks (spriegums) ir proporcionāls ātrumam, un tam nav nepieciešama ārēja barošana (pasīvā konstrukcija).
Pielietojums:
Motora ātruma sensors: uzstādīts uz piedziņas ass korpusa vai transmisijas korpusa, maiņstrāvas signālus ģenerē magnētiskā riteņa (rotora ar zobratu) griešanās. Signāla amplitūda ir proporcionāla ātrumam, un frekvence atspoguļo ātrumu.
Vibrāciju uzraudzība: piemēram, ātruma sensors SZ-6K uzrauga vibrāciju ātrumu, amplitūdu un frekvenci, lai savlaicīgi brīdinātu par darbības traucējumiem rotējošās iekārtās, piemēram, sūkņos un ventilatoros.
Stiprās un vājās puses:
Stiprās puses: vienkārša struktūra, uzticama, zemas frekvences reakcija, nav nepieciešams ārējs barošanas avots.
Vājās puses: mazs izmērs, nav piemērots ātruma mērīšanai; jutīgs pret temperatūru, nepieciešama kompensācijas shēma.
ii. Hallas efekta ātruma sensors
Kā tas darbojas: kad elektriskā strāva iet caur pusvadītāju (Hall elementu), kas novietots magnētiskajā laukā, tā rada sprieguma starpību (Hall spriegumu), kas ir perpendikulāra strāvas virzienam un magnētiskajam laukam. Mainoties magnētiskā lauka stiprumam, mainās arī Hola spriegums, radot kvadrātveida -viļņu impulsus, kas ir proporcionāli ātrumam.
Struktūra:
Hall elements: Nodrošina pastāvīgu darba strāvu.
Sprūda zobrats/magnētiskā pola ritenis: maina magnētiskā lauka stiprumu, kad izmērītās ass griežas.
Izejas signāls: frekvence ir proporcionāla ātrumam, amplitūda ir nepieciešama sekojoša ķēdes veidošana.
Mērķis: automobiļu kloķvārpstas/sadales vārpstas stāvokļa sensors: iedarbina aizdedzes un degvielas iesmidzināšanas ķēdes.
Riteņu ātruma sensors (ABS): nosaka riteņu ātrumu, lai novērstu bloķēšanos bremzēšanas laikā.
Stiprās un vājās puses:
Priekšrocības: Bezkontakta mērīšana, ilgs kalpošanas laiks, ātrs reakcijas ātrums, ērta digitālā izejas signāla apstrāde.
Vājās puses: Nepieciešams ārējs barošanas avots, jāiedarbina mērķis (pārnesums/pols).
III. Fotoelektriskā efekta ātruma sensors
Kā tas darbojas: ātrumu mēra pēc gaismas emisijas, bloķēšanas vai atstarošanas. Gaisma no gaismas avota (piemēram, LED) apgaismo rotējoša objekta (vai perforēta/zobaina diska) virsmu, savukārt gaismjutīgs uztvērējs (piemēram, aa fotodiode) nosaka gaismas izmaiņas un rada impulsa signālu.
Uzbūve: Gaismas avots un uztvērējs: novietoti viens otram pretī (transmisija) vai vienā pusē (atspīdums).
Koda disks/atstarojošais marķieris: maina gaismas ceļu rotācijas laikā, radot impulsus.
Izejas signāls: frekvence ir proporcionāla ātrumam, un tai nepieciešama turpmāka ķēdes apstrāde.
Mērķis: servomotori, CNC darbgaldi, printeri un citi augstas{0}}precizitātes mērījumi.
Optiskā peles ātruma mērīšana: kustības ātrumu aprēķina, nosakot izmaiņas atstarotajā gaismā uz darbvirsmas.
Stiprās un vājās puses:
Stiprās puses: bezkontakta, augsta precizitāte, ātrs reakcijas laiks.
Trūkumi: jutīgs pret piesārņojumu, var traucēt apkārtējā gaisma, sarežģīta struktūra.
IV. IEVADS IEVADS Doplera efekta ātruma sensors
Kā tas darbojas: kad viļņu avots pārvietojas attiecībā pret novērotāju, mainās novērotāja uztverto viļņu frekvence (Doplera nobīde). Sensori izstaro elektromagnētiskos viļņus (radara viļņus vai lāzerus), kuru frekvence ir proporcionāla objekta ātrumam (v) un frekvence ir starp atstarotajiem un izstarojošajiem viļņiem (Δf):
Vf
Pielietojums: Izmanto ātruma mērīšanai: Radara spidometri, lāzera ātruma mērītāji.
Rūpnieciskā uzraudzība: metāla lokšņu un papīra stieples ātruma mērīšana.
Šķidruma ātruma mērīšana: lāzera Doplera ātruma mērītāji (LDV) mēra šķidruma vai gāzes plūsmas ātrumu.
Plusi un mīnusi
Stiprās puses: bezkontakta, liela{0}}diapazona mērījumi, augsta precizitāte.
Vājās puses: augstas izmaksas, jākoncentrējas uz mērķi, leņķis ietekmē mērījumu rezultātus (nepieciešama kosinusa kompensācija).
V. Spidometra sensoru specifiski pielietojumi automašīnās
Transportlīdzekļa ātruma displejs: sensora izejas signāls tiek elektroniski apstrādāts, un braukšanas indikators vai ekrāni parāda ātrumu.
Elektromagnētiskais spidometrs: virza rādītāja novirzi caur strāvas signālu, augsta precizitāte.
Digitālais spidometrs: tieši parāda ciparus, iespējams, integrētus instrumentu panelī vai centrālajā vadības ekrānā.
Vadības funkcijas
Dzinēja tukšgaitas ātruma servokontrole: regulējiet tukšgaitas ātrumu, samaziniet degvielas patēriņu.
Automātiskā pārnesumkārba: nosakiet pārslēgšanas laiku, pamatojoties uz ātrumu un dzinēja apgriezienu skaitu.
Kruīza kontrole: saglabājiet iestatīto ātrumu, lai samazinātu vadītāja nogurumu.
Dzesēšanas ventilatora vadība: regulējiet ventilatora ātrumu atbilstoši ātrumam un dzinēja temperatūrai.