Quin és el principi de funcionament d'un sensor de velocímetre?

Els sensors del velocímetre converteixen la velocitat d'un objecte en un senyal elèctric mesurable (com ara voltatge, freqüència o recompte de polsos), que després es processa electrònicament per conduir una agulla o mostrar un valor de velocitat en una pantalla. El seu principi bàsic es basa en la inducció electromagnètica, l'efecte Hall, l'efecte fotoelèctric o l'efecte Doppler. A continuació, es mostra com funcionen els diferents tipus de sensors del velocímetre i per a què s'utilitzen:
I. Sensor de velocitat d'inducció electromagnètica
Com funciona: segons la llei d'inducció electromagnètica de Faraday, quan els conductors (com les bobines) es mouen en un camp magnètic, el tall de línies de camp magnètic crea una força electromotriu induïda (EMF) (tensió). La mida de la fem d'inducció és proporcional a la velocitat a la qual el conductor talla la línia del camp magnètic, de la manera següent:
E.L.v.
On,
Grau B
És la força del camp magnètic,
l/
és la longitud efectiva de la bobina, i
v. INTRODUCCIÓ
És la velocitat de tall.
Estructura:
Nuclis i bobines magnètics: es fixen a la carcassa del sensor per formar un camp magnètic estable.
Eix del nucli magnètic connectat a l'objecte que es mesura: quan l'objecte es mou, fa girar l'eix del nucli, fent que la bobina talli la línia del camp magnètic.
Senyal de sortida: la força electromotriu induïda (tensió) és proporcional a la velocitat i no requereix font d'alimentació externa (disseny passiu).
Aplicació:
Sensor de velocitat del motor: muntat en una carcassa d'eix motriu o carcassa de transmissió, els senyals de corrent altern es generen per la rotació d'una roda magnètica (rotor amb engranatges). L'amplitud del senyal és proporcional a la velocitat i la freqüència reflecteix la velocitat.
Monitorització de vibracions: per exemple, el sensor de velocitat SZ-6K controla la velocitat, l'amplitud i la freqüència de les vibracions per tal de proporcionar una alerta ràpida de mal funcionament de la maquinària rotativa, com ara bombes i ventiladors.
Fortaleses i debilitats:
Punts forts: estructura simple, fiable, resposta de baixa freqüència, no requereix font d'alimentació externa.
Debilitats: mida petita, no apta per a la mesura de velocitat; sensible a la temperatura, requereix un circuit de compensació.
ii. Sensor de velocitat d'efecte Hall
Com funciona: quan un corrent elèctric travessa un semiconductor (element Hall) situat en un camp magnètic, crea una diferència de voltatge (tensió Hall) perpendicular a la direcció del corrent i al camp magnètic. A mesura que la intensitat del camp magnètic canvia, també ho fa la tensió Hall, produint polsos d'ona quadrada-proporcional a la velocitat.
Estructura:
Element Hall: Proporciona corrent de treball constant.
Engranatge disparador/Roda del pol magnètic: canvia la força del camp magnètic a mesura que gira l'eix mesurat.
Senyal de sortida: la freqüència és proporcional a la velocitat, l'amplitud és necessària la conformació del circuit posterior.
Objectiu: Sensor de posició del cigonyal/arbre de lleves d'automòbil: activar els circuits d'encesa i injecció de combustible.
Sensor de velocitat de la roda (ABS): detecta la velocitat de la roda per evitar el bloqueig en frenar.
Fortaleses i debilitats:
Avantatges: mesura sense contacte, llarga vida útil, velocitat de resposta ràpida, processament convenient del senyal de sortida digital.
Debilitats: Necessita font d'alimentació externa, cal activar l'objectiu (engranatge/pol).
III. Sensor de velocitat d'efecte fotoelèctric
Com funciona: la velocitat es mesura per l'emissió, el bloqueig o la reflexió de la llum. La llum d'una font de llum (com ara un LED) il·lumina la superfície d'un objecte giratori (o un disc perforat/dentat), mentre que un receptor fotosensible (com un fotodíode) detecta els canvis de llum i produeix un senyal de pols.
Estructura: Font de llum i receptor: col·locats un enfront de l'altre (transmissió) o al mateix costat (reflexió).
Disc de codi/Marcador reflectant: altera el camí de la llum durant la rotació, produint polsos.
Senyal de sortida: la freqüència és proporcional a la velocitat i requereix un processament posterior del circuit.
Propòsit: servomotors, màquines eina CNC, impressora i altres mesures d'alta{0}}precisió.
Mesurament de la velocitat del ratolí òptic: la velocitat de moviment es calcula detectant els canvis en la llum reflectida a l'escriptori.
Fortaleses i debilitats:
Punts forts: sense contacte, alta precisió, temps de reacció ràpid.
Debilitats: Sensible a la contaminació, pot ser alterat per la llum ambiental, estructura complexa.
IV. INTRODUCCIÓ INTRODUCCIÓ Sensor de velocitat amb efecte Doppler
Com funciona: quan una font d'ona es mou en relació amb un observador, la freqüència de les ones rebudes per l'observador canvia (desplaçament Doppler). Els sensors emeten ones electromagnètiques (ones de radar o làsers), la freqüència de les quals és proporcional a la velocitat de l'objecte (v) i la freqüència es troba entre les ones reflectides i emissores (Δf):
Vf
Usos: S'utilitza per mesurar la velocitat: Velocímetres de radar, velocímetres làser.
Monitorització industrial: Mesura de la velocitat del fil de làmines i paper.
Mesura de la velocitat del fluid: els velocímetres làser Doppler (LDV) mesuren la velocitat del flux d'un líquid o gas.
Pros i contres
Punts forts: mesura sense tacte,{0}}de llarg abast, alta precisió.
Debilitats: cost elevat, requereix centrar-se en l'objectiu, l'angle afecta els resultats de mesura (necessitat de compensació del cosinus).
V. Aplicacions específiques aplicacions dels sensors del velocímetre en automòbils
Pantalla de velocitat del vehicle: el senyal de sortida del sensor es processa electrònicament i l'indicador de conducció o les pantalles mostren la velocitat.
Velocímetre electromagnètic: impulsa la desviació del punter a través del senyal actual, d'alta precisió.
Velocímetre digital: Mostra els números directament, possiblement integrat en un quadre d'instruments o pantalla de control central.
Funcions de control
Servocontrol de velocitat de ralentí del motor: ajusta la velocitat de ralentí, redueix el consum de combustible.
Canvi de transmissió automàtica: determina el temps de canvi en funció de la velocitat i la velocitat del motor.
Control de creuer: manteniu la velocitat establerta per reduir la fatiga del conductor.
Control del ventilador de refrigeració: ajusteu la velocitat del ventilador segons la velocitat i la temperatura del motor.