เซ็นเซอร์ความเร็วเพลาประเภทไหน?

ในฐานะซัพพลายเออร์เพลาฉันได้รับสิทธิพิเศษในการทำงานอย่างใกล้ชิดกับอุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่พึ่งพาการวัดความเร็วเพลาที่แม่นยำ เซ็นเซอร์ความเร็วเพลามีบทบาทสำคัญในแอปพลิเคชันเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานของเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะสำรวจเซ็นเซอร์ความเร็วเพลาประเภทต่าง ๆ หลักการทำงานและแอปพลิเคชันของพวกเขา

1. เซ็นเซอร์กระบะแม่เหล็ก

เซ็นเซอร์รถปิคอัพแม่เหล็กเป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์ความเร็วเพลาที่ใช้กันมากที่สุด พวกเขาทำงานตามหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เซ็นเซอร์ปิคอัพแม่เหล็กประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรและขดลวด เมื่อเป้าหมาย ferromagnetic (เช่นฟันเกียร์) ผ่านเซ็นเซอร์มันจะขัดขวางสนามแม่เหล็กทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวด ความถี่ของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วในการหมุนของเพลา

หลักการทำงาน
เมื่อเพลาหมุนฟันของเกียร์หรือเป้าหมาย ferromagnetic ผ่านสนามแม่เหล็กของเซ็นเซอร์ ทุกครั้งที่ฟันผ่านมันจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งจะสร้างชีพจรไฟฟ้าในขดลวด ด้วยการนับพัลส์เหล่านี้ในช่วงเวลาที่กำหนดความเร็วในการหมุนของเพลาสามารถกำหนดได้อย่างถูกต้อง

ข้อดี

• เรียบง่ายและแข็งแกร่ง: เซ็นเซอร์รถปิคอัพแม่เหล็กค่อนข้างง่ายในการออกแบบและเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความทนทาน พวกเขาสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงรวมถึงอุณหภูมิสูงการสั่นสะเทือนและฝุ่น
• ราคา - มีประสิทธิภาพ: โดยทั่วไปจะมีราคาไม่แพงมากเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ความเร็วอื่น ๆ ทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมจำนวนมาก

ข้อเสีย

• ความไวที่ จำกัด: พวกเขาอาจมีความไวที่ จำกัด ด้วยความเร็วต่ำเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำอาจมีขนาดเล็กมาก
• ต้องการเป้าหมาย ferromagnetic: เป้าหมาย ferromagnetic เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเซ็นเซอร์ในการทำงานซึ่งอาจ จำกัด การใช้งานของมันในวัสดุเพลาที่ไม่ใช่เฟอร์โรมาเมติก

แอปพลิเคชัน
เซ็นเซอร์ปิคอัพแม่เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์ยานยนต์เพื่อวัดความเร็วของเพลาข้อเหวี่ยงและเพลาลูกเบี้ยว พวกเขายังใช้ในเครื่องจักรอุตสาหกรรมเช่นระบบสายพานลำเลียงปั๊มและคอมเพรสเซอร์เพื่อตรวจสอบความเร็วของเพลา

2. ฮอลล์ - เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์

ฮอลล์ - เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์เป็นอีกหนึ่งเซ็นเซอร์ความเร็วเพลายอดนิยม พวกเขาจะขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ฮอลล์ซึ่งถูกค้นพบโดยเอ็ดวินฮอลล์ในปี 1879 เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์ - เอฟเฟกต์ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์บาง ๆ ซึ่งผ่านกระแสไฟฟ้า เมื่อสนามแม่เหล็กถูกนำไปใช้ฉากตั้งฉากกับการไหลของกระแสไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นทั่วเซมิคอนดักเตอร์หรือที่เรียกว่าแรงดันฮอลล์

หลักการทำงาน
ในแอปพลิเคชันการวัดความเร็วของเพลาแม่เหล็กจะติดอยู่กับเพลาหมุน เมื่อเพลาหมุนสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กจะผ่านเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์ - เอฟเฟกต์ เซ็นเซอร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กและสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน ความถี่ของสัญญาณนี้เป็นสัดส่วนกับความเร็วในการหมุนของเพลา

ข้อดี

• ความไวสูง: เซ็นเซอร์ฮอลล์ - เอฟเฟกต์สามารถให้การวัดความเร็วที่แม่นยำแม้ที่ความเร็วต่ำ
• การดำเนินการที่ไม่ใช่ - การติดต่อ: พวกเขาไม่จำเป็นต้องมีการสัมผัสทางกายภาพกับเพลาหมุนซึ่งช่วยลดการสึกหรอและเพิ่มอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์
• ภูมิคุ้มกันต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม: พวกเขาได้รับผลกระทบน้อยลงจากฝุ่นสิ่งสกปรกและน้ำมันเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ

ข้อเสีย

• การรบกวนแม่เหล็ก: พวกเขาสามารถได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กภายนอกซึ่งอาจนำไปสู่การวัดที่ไม่ถูกต้อง
• ค่าใช้จ่าย: โดยทั่วไปแล้วจะมีราคาแพงกว่าเซ็นเซอร์ปิ๊กอัพแม่เหล็ก

แอปพลิเคชัน
ฮอลล์ - เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์มักใช้ในแอพพลิเคชั่นยานยนต์เช่นระบบป้องกันการเบรก (ABS) และระบบฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขายังใช้ในหุ่นยนต์การบินและอวกาศและระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมสำหรับการตรวจสอบความเร็วเพลา

3. เครื่องเข้ารหัสออปติคอล

เครื่องเข้ารหัสแบบออปติคัลเป็นเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำที่ใช้แสงในการวัดความเร็วของเพลา พวกเขาประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแสงดิสก์หมุนที่มีรูปแบบ (ไม่ว่าจะเป็นแบบสะท้อนแสงหรือส่งผ่าน) และเครื่องตรวจจับแสง

หลักการทำงาน
ในเครื่องเข้ารหัสออพติคอลแบบส่งผ่านแหล่งกำเนิดแสงจะปล่อยแสงผ่านดิสก์หมุน ดิสก์มีรูปแบบของพื้นที่ทึบแสงและโปร่งใส ในขณะที่ดิสก์หมุนแสงที่ผ่านพื้นที่โปร่งใสจะถูกตรวจพบโดย photodetector ซึ่งสร้างสัญญาณไฟฟ้า รูปแบบบนดิสก์ได้รับการออกแบบในลักษณะที่จำนวนพัลส์ที่สร้างขึ้นต่อการปฏิวัติเป็นที่รู้จัก โดยการนับพัลส์เหล่านี้ในช่วงเวลาที่กำหนดความเร็วการหมุนของเพลาสามารถคำนวณได้

ในตัวเข้ารหัสแสงสะท้อนแสงแสงจากแหล่งกำเนิดจะสะท้อนออกจากดิสก์หมุน ดิสก์มีรูปแบบของพื้นที่สะท้อนแสงและไม่สะท้อนแสง PhotoDetector ตรวจจับแสงที่สะท้อนและสร้างสัญญาณไฟฟ้าตามนั้น

ข้อดี

• ความแม่นยำสูง: การเข้ารหัสแบบออปติคัลสามารถให้การวัดความเร็วสูงที่สูงมากทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้การควบคุมความเร็วที่แม่นยำ
• การดำเนินการที่ไม่ใช่ - การติดต่อ: คล้ายกับฮอลล์ - เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์พวกเขาไม่ต้องการการสัมผัสทางกายภาพกับเพลาลดการสึกหรอ

ข้อเสีย

• ความไวต่อการปนเปื้อน: พวกเขาสามารถไวต่อฝุ่นสิ่งสกปรกและน้ำมันซึ่งสามารถปิดกั้นเส้นทางแสงและส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของการวัด
• ค่าใช้จ่าย: พวกเขาค่อนข้างแพงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสูง - ตัวเข้ารหัสความละเอียด

แอปพลิเคชัน
เครื่องเข้ารหัสแบบออปติคัลใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องซีเอ็นซีหุ่นยนต์และระบบควบคุมมอเตอร์เซอร์โวซึ่งจำเป็นต้องมีความเร็วและการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำ

4. Eddy - เซ็นเซอร์ปัจจุบัน

Eddy - เซ็นเซอร์ปัจจุบันขึ้นอยู่กับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อกระแสสลับผ่านขดลวดมันจะสร้างสนามแม่เหล็กสลับกัน เมื่อมีการวางเป้าหมายนำไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กนี้กระแสวนวนจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดในเป้าหมาย ในทางกลับกันกระแสน้ำวนเหล่านี้สร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองซึ่งโต้ตอบกับสนามแม่เหล็กดั้งเดิมของขดลวดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความต้านทานของขดลวด

หลักการทำงาน
ในแอปพลิเคชันการวัดความเร็วของเพลาเป้าหมายนำไฟฟ้าจะถูกแนบกับเพลาหมุน ในขณะที่เพลาหมุนเซ็นเซอร์ Eddy - ปัจจุบันตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในความต้านทานของขดลวดที่เกิดจากเป้าหมายนำไฟฟ้าที่ผ่าน ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเป็นสัดส่วนกับความเร็วในการหมุนของเพลา

ข้อดี

• การดำเนินการที่ไม่ใช่ - การติดต่อ: พวกเขาไม่ต้องการการสัมผัสทางกายภาพกับเพลาซึ่งเป็นประโยชน์ในการใช้งานสูง - ความเร็วและอุณหภูมิสูง
• สามารถทำงานกับวัสดุที่ไม่ใช่ - แม่เหล็ก: แตกต่างจากเซ็นเซอร์รถปิคอัพแม่เหล็กพวกเขาสามารถทำงานกับวัสดุนำไฟฟ้าที่ไม่ได้เป็นตัวนำ

ข้อเสีย

• ช่วง จำกัด: พวกเขามีช่วงการรับรู้ที่ค่อนข้าง จำกัด เมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ
• การประมวลผลสัญญาณที่ซับซ้อน: การประมวลผลสัญญาณที่จำเป็นในการแยกข้อมูลความเร็วจากการเปลี่ยนแปลงความต้านทานอาจซับซ้อน

แอปพลิเคชัน
Eddy - เซ็นเซอร์ปัจจุบันถูกใช้ในแอปพลิเคชันที่จำเป็นต้องใช้การวัดความเร็วที่ไม่ได้สัมผัสเช่นในเครื่องยนต์กังหัน, แกนหมุนความเร็วสูงและแอพพลิเคชั่นการบินและอวกาศบางอย่าง

5. เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใช้คลื่นอัลตราโซนิกในการวัดความเร็วของเพลา พวกเขาทำงานโดยการเปล่งคลื่นอัลตราโซนิกไปทางเพลาหมุนแล้ววัดเวลาที่ใช้ในการสะท้อนคลื่นกลับ

หลักการทำงาน
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกปล่อยคลื่นอัลตราโซนิกสั้น ๆ เมื่อคลื่นเหล่านี้กระทบกับเพลาหมุนพวกมันจะสะท้อนกลับไปที่เซ็นเซอร์ โดยการวัดความล่าช้าเวลาระหว่างการปล่อยและการรับคลื่นระยะทางไปยังเพลาสามารถกำหนดได้ เมื่อเพลาหมุนคลื่นที่สะท้อนจะมีการเลื่อน Doppler ในความถี่ ปริมาณของ Doppler shift เป็นสัดส่วนกับความเร็วของเพลา

ข้อดี

• การดำเนินการที่ไม่ใช่ - การติดต่อ: พวกเขาไม่จำเป็นต้องมีการสัมผัสทางกายภาพกับเพลาซึ่งมีประโยชน์ในการใช้งานที่การสัมผัสอาจทำให้เพลาหรือเซ็นเซอร์เสียหาย
• สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง: พวกเขาสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นสิ่งสกปรกและความชื้นเนื่องจากคลื่นอัลตราโซนิกไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากปัจจัยเหล่านี้

ข้อเสีย

• การรบกวน: พวกเขาสามารถได้รับผลกระทบจากเสียงพื้นหลังและแหล่งอัลตราโซนิกอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อม
• ความแม่นยำ จำกัด ด้วยความเร็วสูง: ด้วยความเร็วที่สูงมากการวัด Doppler Shift อาจมีความแม่นยำน้อยลง

แอปพลิเคชัน
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใช้ในการใช้งานอุตสาหกรรมบางอย่างเช่นในการวัดความเร็วของอุปกรณ์หมุนขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องมีการวัดการสัมผัส

การพิจารณาเพลากลวง

เมื่อพูดถึงเซ็นเซอร์ความเร็วเพลาประเภทของเพลาสามารถมีบทบาทสำคัญ สำหรับแอปพลิเคชันที่ใช้เพลากลวงต้องพิจารณาข้อควรพิจารณาเป็นพิเศษ อันเพลากลวงสามารถเสนอข้อดีเช่นน้ำหนักลดลงและความสามารถในการผ่านส่วนประกอบอื่น ๆ ผ่านเพลา อย่างไรก็ตามมันอาจก่อให้เกิดความท้าทายสำหรับเซ็นเซอร์ความเร็วบางประเภท ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์รถกระบะแม่เหล็กอาจต้องใช้เม็ดมีด ferromagnetic พิเศษหรือการออกแบบเป้าหมายที่แตกต่างกันเพื่อทำงานอย่างมีประสิทธิภาพด้วยเพลากลวง เซ็นเซอร์ฮอลล์ - เอฟเฟกต์และเครื่องเข้ารหัสออพติคอลอาจได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการติดตั้งที่เหมาะสมและการวัดที่แม่นยำ

บทสรุป

ในฐานะซัพพลายเออร์เพลาฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการเลือกเซ็นเซอร์ความเร็วเพลาที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ เซ็นเซอร์แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเองและตัวเลือกขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นความแม่นยำที่ต้องการช่วงความเร็วสภาพแวดล้อมและค่าใช้จ่าย ไม่ว่าคุณจะต้องการเซ็นเซอร์ปิ๊กอัพแม่เหล็กสำหรับแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมที่เรียบง่ายหรือเครื่องเข้ารหัสออปติคัลที่มีความแม่นยำสูงสำหรับเครื่องซีเอ็นซีเราสามารถให้คุณได้รับการแก้ปัญหาเพลาและเซ็นเซอร์ที่เหมาะสม

หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับเซ็นเซอร์ความเร็วเพลาหรือเพลาฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อเราเพื่อขอการอภิปรายโดยละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการเลือกผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณและเพื่อให้บริการระดับสูงสุดแก่คุณ

การอ้างอิง

• "หลักการวัดและเครื่องมือวัด" โดย Alan S. Morris
• "คู่มือเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์" แก้ไขโดย John W. Gardner
• เอกสารทางเทคนิคจากผู้ผลิตเซ็นเซอร์เช่น Honeywell, Allegro Microsystems และ Omron