【正文】 此傳感器外殼為導(dǎo)磁材料，它不僅是起保護(hù)作用，而且還是構(gòu)成磁路的一部分。圖 41 轉(zhuǎn)速傳感器總體設(shè)計圖167。傳感器外殼——保護(hù)作用，磁路的一部分；傳感器固定件——將傳感器工作部分固定在機(jī)架上；永磁鐵固定件——用于永久磁鐵的定位安裝；線圈骨架——用于線圈的纏繞、固定；永久磁鐵——建立磁場其作用是提供磁場源；軟磁鐵——磁路不可或缺的部分；銅線圈——傳輸獲得的電壓信號。主要由永久磁鐵、軟磁鐵、感應(yīng)線圈和外殼等其結(jié)構(gòu)的。然而經(jīng)過多番改正 R 軸方向，其磁場分布又其中出現(xiàn)在永磁鐵的一外邊，所以最終問題未能解決。但由于資料和知識的欠缺，在仿真過程中遇到了很多難題，在時間倉促的情況下經(jīng)過多次試驗(yàn)未能解決，只得出了簡單的 Maxwell 2D 仿真的一部分。它可直接計算出磁場（H）和電流分布（J） ，再由磁場強(qiáng)度 H 得到磁感線強(qiáng)度。由于二維靜磁場分析只能靜態(tài)磁場，且仿真內(nèi)容有限故而排除用二維仿真的方案。脈沖輸出式轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)計的磁路可用 Ansoft 進(jìn)行模擬仿真其磁場分布情況，對設(shè)計的傳感器進(jìn)一步優(yōu)化。167。功率損耗、線圈損耗、某一頻率下的阻抗（R 和 L） 、力、轉(zhuǎn)矩、電感、儲能等參數(shù)可以自動計算。MAXWELL 3D：向?qū)降挠脩艚缑?、精度?qū)動的自適應(yīng)剖分技術(shù)和強(qiáng)大的后處理器時的 Maxwell 3D 成為業(yè)界最佳的高性能三維電磁設(shè)計軟件。Maxwell 2D 包括交流/ 直流磁場、靜電場以及瞬態(tài)電磁場、溫度場分析，參數(shù)化分極；以及優(yōu)化功能。由于設(shè)計者對性能與體積設(shè)計封裝的希望，因而先進(jìn)而便于使用的數(shù)字場仿真技術(shù)的需求也顯著的增長。0?河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）13第 3 章 磁場仿真與優(yōu)化167。 ——線圈厚度； ——填充系數(shù)。mh3?mt1?線圈長度 L15設(shè) 為每層的匝數(shù)；N 為線圈總匝數(shù)； 為導(dǎo)線直徑。根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計方案，確定線圈參數(shù)。但對于精度要求較高的傳感器，為了減小電磁阻尼帶來的非線性，骨架材料則采用非金屬有機(jī)玻璃等，為了減小尺寸也有不用骨架的。線圈骨架的作用有：一是支撐線圈，二是起電磁阻尼的作用。mLr19?167。這種材料具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、小的矯頑力、價格較低、冶煉方便、加工性能好。我們選用工業(yè)純鐵。軟磁材料常用來制作電機(jī)、變壓器、電磁鐵等電器的鐵心。有式（210 ） 0tanmaLkS?????可由去磁曲線 確定的工作點(diǎn) ，(,)mHB及 ， ， ，?代入公式 得aSk??河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）11????167。(,)mHB?根據(jù)式（24 ）得 （29）0??mLaSkB??上式（29 ）表示 和 之間的關(guān)系式通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，稱為磁mH導(dǎo)線。工作點(diǎn)也是依次原則確定的。mL河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）9由式（22 ）得 （25）LmkH??因 0BH???則 （26）0LmkBH???將數(shù)據(jù)代入計算得 ，? 10m?②確定永久磁鐵的面積。mLmHB?本設(shè)計空氣隙較大為 6mm，永久磁鐵若要較小，所以我們選擇鋁鎳鈷 32。永久磁鐵材料的選擇是根據(jù)永磁體的尺寸參數(shù)來確定的。在設(shè)計中按照實(shí)際情況，在給定工作氣隙尺寸的情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度（ =）的情況下，確定永久磁鐵的尺寸并選擇永磁材料。選擇磁性材料主要是根據(jù)材料的矯頑力 Hc 和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br 及最大磁能積（BH）m。167。工作氣隙大小與永久磁鐵的工作點(diǎn)有著密切的關(guān)系，為了使永久磁鐵的工作點(diǎn)盡量靠近具有最大磁能積點(diǎn)的位置，只要稍微改變工作氣隙的結(jié)構(gòu)參數(shù)（長度、寬度 ）就可以取得較為明顯的效果。在保證氣隙窗口有足夠大的面積的前提下，減小氣隙寬度，增大氣隙的長度。但是 ,又要求氣S????隙窗口面積小，這二者是矛盾的，而且 大會造成漏磁增大，使磁場分布不均勻，S?產(chǎn)生輸出的非線性誤差。 工作氣隙的設(shè)計磁路中的工作氣隙是利用磁能的地方，它是整個磁路磁阻最大的部分，所以它的大小關(guān)系到輸出電壓信號的強(qiáng)弱。???????式中： —磁鐵的磁壓降； —磁鐵磁阻； —?dú)庀洞艍航岛痛抛?；mUmR,UR?—磁路總磁導(dǎo)； —工作的氣隙磁導(dǎo)。?另外，空氣隙還存在邊緣效應(yīng)，常以漏磁參數(shù) 表示。設(shè) 為永久磁鐵的長度； 為磁場強(qiáng)度； 為工作氣隙長度； 為氣隙內(nèi)mLmH??H的磁場強(qiáng)度。線圈和磁鐵部分都是靜止的，與被測物連接而運(yùn)動的部分是用導(dǎo)磁材料制成的，在輪齒的運(yùn)動中，它們磁路的磁阻因空氣氣隙的改變而改變，因而貫穿線圈的磁通量發(fā)生周期性變化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這種傳感器構(gòu)造簡單，不要電源，體積小、不占地方，不需維修保養(yǎng)，測量的可靠性高，因此被大量地應(yīng)用在各種工業(yè)場所。每轉(zhuǎn)動一個齒，齒的凹凸引起磁路磁阻變化一次，磁通也就變化一次，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其變化頻率等于被測轉(zhuǎn)速與測量齒輪上齒數(shù)的乘積，磁場變化及動作原理如圖 12 所示。河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）5輸出電壓的變化：輸出電壓隨轉(zhuǎn)速增加而增加，輸出電壓隨氣隙增大而減小，輸出電壓波形取決于齒輪相對于敏感頭的尺寸和形狀。轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增高，磁路損耗增大，輸出電勢已趨飽和，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過一定值時，磁路損耗加劇，電勢銳減。167。其原理就是一個小型發(fā)電機(jī)。將電脈沖放大，用電子計數(shù)器計數(shù)，并換算為轉(zhuǎn)速。測量轉(zhuǎn)速的傳感器有是多種多樣，介紹以下三種典型傳感器作為設(shè)計參考：。 轉(zhuǎn)速傳感器測量原理當(dāng)前轉(zhuǎn)速測量的兩種原理有：，記錄單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)，或角度。本設(shè)計響應(yīng)頻率較好的線性輸出特性．傳感器由安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒盤和安裝在機(jī)座上的磁脈沖傳感器及信號處理電路成．該傳感器可檢測齒輪、曲軸、輪輻、等轉(zhuǎn)動且有縫隙的表面、輸出信號強(qiáng)、抗干擾性能力強(qiáng)、無需供電、無需控制裝置提供任何激勵電路且安裝使用方便，可在煙霧、油氣、水氣等無機(jī)械磨損，使用壽命長，能適應(yīng)環(huán)境條件較惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場。有些型號傳感器的接出信號線使用單股線，且采用包裹法固定，使傳感器連接強(qiáng)度差，容易折斷或損傷，造成信號時有時無，或無信號。由于傳統(tǒng)的測速傳感器是非密閉結(jié)構(gòu)，在惡劣的工作環(huán)境下，受油水灰塵的影響造成對地線的絕緣系數(shù)下降，使地線上的干擾傳到傳感器的線圈上，造成轉(zhuǎn)速小范圍忽高忽低往復(fù)變化，使測量準(zhǔn)確度下降。內(nèi)阻較大，容易對外來的電磁信號河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）3產(chǎn)生反映，造成干擾信號，出現(xiàn)突發(fā)性的轉(zhuǎn)速變化，造成停機(jī)事故。一般在 3000 轉(zhuǎn)左右才能檢測到轉(zhuǎn)速且測量的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，不利于平穩(wěn)啟動控制和低速測速。由于生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵、油霧、水汽、振動等因素的影響，使某些傳感器的應(yīng)用受到一定限制。測出電勢的大小便可測出相應(yīng)轉(zhuǎn)速值。內(nèi)、外齒輪有相同的齒數(shù)。開磁路式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)比較簡單，輸出信號較小，不宜在振動劇烈的場合使用。電感式轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)用較廣，它利用磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其電勢大小取決于磁通變化的速率。變磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器 它屬于變磁阻式傳感器。反射率變大時，反射光線經(jīng)透鏡投射到光敏元件上即發(fā)出一個脈沖信號；反射率變小時，光敏元件無信號。反射式光電傳感器在被測轉(zhuǎn)軸上設(shè)有反射記號，由光源發(fā)出的光線通過透鏡和半透膜入射到被測轉(zhuǎn)軸上。投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的讀數(shù)盤和測量盤有間隔相同的縫隙。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本較高。轉(zhuǎn)速傳感器的種類繁多、應(yīng)用極廣，其原因是在自動控制系統(tǒng)和自動化儀表中大量使用各種電機(jī)，在不少場合下對低速（如每小時一轉(zhuǎn)以下） 、高速（如每分鐘數(shù)十萬轉(zhuǎn)） 、穩(wěn)速（如誤差僅為萬分之幾）河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）2和瞬時速度的精確測量有嚴(yán)格的要求。按信號形式的不同，轉(zhuǎn)速傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。在各種新興科學(xué)技術(shù)呈輻射狀廣泛滲透的當(dāng)今社會，作為現(xiàn)代科學(xué)“耳目”的傳感器系統(tǒng)，作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎(chǔ)，必將進(jìn)一步得到社會各界的普遍關(guān)注。當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn)，往往會導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場、超弱磁場等等。在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位。