<meter id="pryje"><nav id="pryje"><delect id="pryje"></delect></nav></meter>
          <label id="pryje"></label>

          關(guān) 閉

          新聞中心

          EEPW首頁 > 工控自動化 > 設(shè)計應(yīng)用 > KMI15系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的原理與應(yīng)用

          KMI15系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的原理與應(yīng)用

          作者: 時間:2004-12-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:具有靈敏度高、測量范圍寬、抗干擾能力強、外圍電路簡單等優(yōu)點,是傳統(tǒng)的分立式的升級換代產(chǎn)品。文中介紹了磁阻式的工作與典型

          關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)速傳感器;磁阻;電磁干擾濾波器;

          轉(zhuǎn)速屬于常規(guī)電測參數(shù)。測量轉(zhuǎn)速時經(jīng)常采用磁阻式傳感器或光電式傳感器進行非接觸性測量,傳統(tǒng)的磁阻式傳感器是由磁鋼、線圈等分立元件構(gòu)成的,亦可用耳塞機改裝而成。但這種傳感器存在一些缺點:第一,靈敏度低,傳感器與轉(zhuǎn)動齒輪的最大間隙(亦稱磁感應(yīng)距離)只有零點幾毫米;第二,在測量高速旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速時,因安裝不牢固或受機械振動,容易與齒輪發(fā)生碰撞,安全性較差;第三,這種傳感器所產(chǎn)生的是幅度很低且變化緩慢的模擬電壓信號,因此,需要經(jīng)過放大、整形后變成沿口陡直的數(shù)字頻率信號,才能送給數(shù)字轉(zhuǎn)速儀或數(shù)字頻率計測量轉(zhuǎn)速,而且外圍電路比較復雜;第四,它無法測量非常低(接近于零)的轉(zhuǎn)速,因為這時磁阻式傳感器可能檢測不到轉(zhuǎn)速信號。

          目前,轉(zhuǎn)速傳感器正朝著高靈敏度、高可靠性和全化的方向發(fā)展,典型產(chǎn)品有飛利浦(Philips)公司生產(chǎn)的KMI15磁阻式集成轉(zhuǎn)速傳感器。該傳感器性能優(yōu)良,安全性好,穩(wěn)定性強,是分立式轉(zhuǎn)速傳感器理想的升級換代產(chǎn)品。KMI15包括KMI15-1、KMI15-2、KMI15-4等型號,它們的工作相同,僅性能指標略有差異。下面就以KMI15-1為例來介紹該系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的工作與具體方法。

          1?。耍停桑保担毙蛡鞲衅鞯男阅芴攸c

          KMI15-1芯片內(nèi)含高性能磁鋼、磁敏電阻傳感器和IC。它利用IC來完成信號變換功能,其輸出的電流信號頻率與被測轉(zhuǎn)速成正比,電流信號的變化幅度為7mA~14mA。由于其外圍電路比較簡單,因而很容易配二次儀表測量轉(zhuǎn)速。

          KMI15-1器件的測量范圍寬,靈敏度高,它的齒輪轉(zhuǎn)動頻率范圍是0~25kHz,而且即使在轉(zhuǎn)動頻率接近于零時,它也能夠進行測量。傳感器與齒輪的最大磁感應(yīng)距離為2.9mm(典型值),由于與齒輪相距較遠,因此使用比較安全。

          該傳感器抗干擾能力強,同時具有方向性,它對軸向振動不敏感。另外,芯片內(nèi)部還有電磁干擾(EMI)濾波器、電壓控制器以及恒流源,從而保證了其工作特性不受外界因素的影響。

          KMI15-1的體積較小,其最大外形尺寸為8621mm,能可靠固定在齒輪附近。

          KMI15采用+12V電源供電(典型值),最高不超過16V。工作溫度范圍寬達-40~+85℃。

          圖2 圖3

          2 工作原理

          KMI15-1型集成轉(zhuǎn)速傳感器的外形如圖1所示,它的兩個引腳分別為UCC(接+12V電源端)和U-(方波電流信號輸出端)。為使IC處于較低的環(huán)境溫度中,設(shè)計時專門將IC與傳感元件分開,以改善傳感器的高溫工作性能。

          該傳感器的簡化電路如圖2所示。其內(nèi)部主要包括以下六部分:

          (1)磁敏電阻傳感器;

          (2)前置放大器A1;

          (3)施密特觸發(fā)器;

          (4)開關(guān)控制式電流源;

          (5)恒流源;

          (6)電壓控制器。實際上,該傳感器是由4只磁敏電阻構(gòu)成的一個橋路,可固定在靠近齒輪的地方,其測量原理如圖3所示。

          當齒輪沿Y軸方向轉(zhuǎn)動時,由于氣隙處的磁力線發(fā)生變化,磁路中的磁阻也隨之改變,從而可在傳感器上產(chǎn)生電信號。此外,該傳感器具有很強的方向性,它對沿Y軸轉(zhuǎn)動的物體十分敏感,而對沿Z軸方向的振動或抖動量很不敏感。這正是測量轉(zhuǎn)速所需要的。

          工作時,傳感器產(chǎn)生的電信號首先通過EMI濾波器濾除高頻電磁干擾,然后經(jīng)過前置放大器,再利用施密特觸發(fā)器進行整形以獲得控制信號UK,并將其加到開關(guān)控制式電流源的控制端。KMI15-1的輸出電流信號ICC是由兩個電流疊加而成的,一個是由恒流源提供的7mA恒定電流IH,另一個是由開關(guān)控制式電流源輸出的可變電流IK。它們之間的關(guān)系式為:

          ICC=IH+IK   

          當控制信號UK=0(低電平)時,該電流源關(guān)斷,IK=0,ICC=IH=7mA。當UK=1(高電平)時,電流源被接通,IK=7mA,從而使得ICC=14mA。圖4給出了從U-端輸出的方波電流信號的波形,其高電平持續(xù)時間為t1,周期為T。輸出波形的占空比D=t1/T=50%20%。上升時間和下降時間分別僅為0.5μs和0.7μs。

          KMI15芯片中的電壓控制器實際上是一個并聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器,可用于為傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓UC。而電阻R3、穩(wěn)壓管VDZ和晶體管VT1則可構(gòu)成取樣電路,其中VT1接成射極跟隨器。A2為誤差放大器,VT2為并聯(lián)式調(diào)整管。這樣,IH在經(jīng)過R1、R2分壓后可給A2提供基準電壓UREF,從而在UCC發(fā)生變化時,由A2對取樣電壓與基準電壓進行比較后產(chǎn)生誤差電壓Ur,同時通過改變VT2上的電流來使UC保持不變。

          3?。耍停桑保担钡牡湫?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/應(yīng)用">應(yīng)用

          3.1 安裝方法

          KMI15-1應(yīng)當安裝在轉(zhuǎn)動齒輪的旁邊。若被測轉(zhuǎn)動工件上沒有齒輪,亦可在轉(zhuǎn)盤外緣處鉆一個小孔,套上螺扣,再擰上一個螺桿并用彈簧墊圈壓緊,以防止受震動后松動,并以此代替齒尖獲得轉(zhuǎn)速標記信號。

          3.2 典型應(yīng)用電路

          KMI15-1型集成轉(zhuǎn)速傳感器的典型應(yīng)用電路如圖5(a)所示。工作時,轉(zhuǎn)速傳感器輸出方波電流信號,從而在負載電阻RL與負載電容CL上形成電壓頻率信號UO(f),并送至二次儀表。通常?。遥蹋剑保保郸?、CL=0.1μF。需要指出:KMI15-1輸出的是齒輪轉(zhuǎn)動頻率f(單位是Hz,即次/s)信號,欲得到轉(zhuǎn)速n(r/min),還應(yīng)將f除以齒輪上的齒數(shù)N,并將時間單位改成分鐘,公式如下:

          n=60f/N   

          圖5(b)所示電路是由二極管VD、穩(wěn)壓管VDZ和電容C1構(gòu)成的靜電放電(ESD)保護電路,該電路可吸收2kV的ESD電壓,因而可對芯片起到保護作用。此外,還需注意,在存放KMI15系列產(chǎn)品時,不要將多個芯片放在一起以防磁化。



          評論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專區(qū)

          關(guān)閉
          看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();