比较磁电式光电式编码器三种转速传感器测量原理及特点

电动车转速测量的原理电机转速测量方法有哪些1、测速发电机测速定义：利用直流发电机输出电压与转速成正比的原理，在被测电动机轴上安装一台小型直流发电机即测速发电机，根据测速发电机的输出电压，间接地获得被测电动机的稳态转速和转速变化规律。

原理：电机转动带动测速发电机转动，测速发电机的转子切割磁力线产生感应电动势，速度越高，感应电动势越大。

特点：动态响应较慢。

使用范围：只能用于电机稳态测量或缓变过程的测量，在电机转速较低时不能使用，因为测速发电机会进入非线性区而产生较大误差。

2、光电数字测速定义：通过转速传感器将光信号变为与转速有关的电信号，从而测量电机转速的一种方法。

转速传感器主要有光电码盘或光栅，它们都能产生与速度相关的脉冲式电信号。

原理：电机带动编码器转动发出高速脉冲，速度越高，脉冲频率越快。

特点：光栅分辨率很高，能够达到较高的测量精度。

测量方式：a、测频法：通过测量标准单位时间内与转速成正比的脉冲数来测定转速，适合于转速较髙时的测量。

b、测周法：通过测量产生一个电脉冲信号(即电机转过固定的角位移）所需要的时间来测定转速，适合于低转速测量。

3、磁电转速传感器测速定义：以磁电感应为基本原理来实现转速测量，属于非接触式转速测量仪表。

原理：磁电式转速传感器由铁芯、磁钢、感应线圈等部件组成的，测量对象转动时，转速传感器的线圈会产生磁力线，齿轮转动会切割磁力线，磁路由于磁阻变化，在感应线圈内产生电动势，转速越快输出的电压也就越大。

特点：抗干扰性很强，输出的信号强，测量范围广。

优点：a、工作维护成本较低，运行过程无需供电；b、运转不需要机械动作，无需润滑；c、结构紧凑、体积小巧、安装使用方便，可以和各种二次仪表搭配使用。

使用范围：可用于表面有缝隙的物体转速测量，有很好的抗干扰性能，能够在烟雾、油气、水汽等环境中工作。

注意：被测电机的转速范围不能超过磁电转速传感器的测速范围，一旦超过测速范围，磁路耗损会过大，使得输出电动势饱和甚至锐减，测量结果不准确。

光电式转速传感器的原理光电式转速传感器是一种通过光电效应原理来测量物体转速的传感器。

它由发光器和接收器组成，发光器发射脉冲光束，经过旋转物体反射，最终由接收器接收。

光电式转速传感器的原理主要是利用发光二极管（LED）发射的光束，经过物体反射后，再由光敏电阻器（光敏电阻器具有对光强变化敏感的特性）接收，从而实现通过光的变化来测量物体转速的功能。

具体来说，以下是光电式转速传感器的工作原理。

首先，光电式转速传感器中的发光器会发射出脉冲光束。

该光束照射到旋转物体上，然后被反射回传感器。

其次，接收器中的光敏电阻器会根据光强的变化而产生电压信号。

这个电压信号的数量和变化频率与物体的转速有关。

最后，这个电压信号会被转换成数字信号，然后通过输出接口传递给上位机或者其他控制系统进行相应的处理。

在实际应用中，光电式转速传感器通常需要配合目标标记来使用，目标标记是固定在旋转物体上的一块特殊材料。

目标标记正常情况下是高反射的，而在标记上有一些带有特殊颜色或纹理的区域，这些区域会出现在旋转物体通过光电式转速传感器时。

当光束照射到这些特殊区域时，反射光的强度会发生明显的变化，从而使光敏电阻器产生电流的变化。

通过测量光敏电阻器的电流变化，可以确定旋转物体的转速。

因为光敏电阻器对光强具有很高的敏感性，所以即使在光强非常低的情况下，光电式转速传感器也能够正常工作。

而且，由于传感器通过光信号进行测量和传输，所以不会受到电磁干扰的影响。

总之，光电式转速传感器利用光电效应原理来测量物体转速。

通过发射脉冲光束、接收旋转物体反射的光束，并通过光敏电阻器测量电流变化，最终实现对转速的测量。

这种传感器具有精度高、可靠性好、抗干扰能力强等优势，在工业生产中有着广泛的应用。

磁电式转速传感器的原理
磁电式转速传感器是一种常用于测量旋转机械设备转速的传感器。

它利用磁场和电信号的相互作用原理，将机械转速转化为电信号输出，从而实现对转速的准确监测和控制。

磁电式转速传感器的工作原理主要是基于霍尔效应和磁致伸缩效应。

在传感器内部，通常包含一个磁铁和一个霍尔元件。

当机械设备旋转时，磁铁会随之旋转，产生一个磁场。

而霍尔元件则可以检测到这个磁场的变化，进而产生相应的电压信号输出。

具体来说，当磁铁旋转时，磁场的变化会使得霍尔元件内部的电荷分布发生改变，从而引起霍尔元件两侧产生不同电势差，即霍尔电压。

通过测量霍尔电压的大小，就可以确定机械设备的转速。

此外，磁电式转速传感器还可以通过磁致伸缩效应实现对转速的测量。

当机械设备旋转时，磁铁会使传感器内部的磁致伸缩材料发生形变，从而改变传感器的电阻值，进而产生电信号输出。

磁电式转速传感器具有灵敏度高、响应速度快、精度高等优点，广泛应用于汽车、船舶、飞机、工业生产等领域。

它可以实现对转速的实时监测，从而确保设备运行的安全稳定性。

此外，磁电式转速传感器还可以与其他控制系统集成，实现对设备转速的自动调节和控制，提高生产效率和质量。

总的来说，磁电式转速传感器通过利用磁场和电信号的相互作用原
理，将机械设备的转速转化为电信号输出，实现对转速的准确监测和控制。

它在工业生产和机械设备领域具有重要的应用意义，为提高生产效率和保障设备安全运行发挥着重要作用。

编码器测速原理编码器是一种用于测量旋转速度和位置的设备，它可以将机械运动转换为电信号，从而实现对运动状态的监测和控制。

编码器测速原理是指通过编码器获取到的信号来计算出物体的速度，从而实现对物体运动状态的监测和控制。

在工业自动化控制系统中，编码器被广泛应用于各种设备和机械的运动控制中，如机床、机器人、电机等。

编码器的测速原理主要是基于编码器的工作原理和信号输出来实现的。

编码器通常由光电传感器和编码盘组成，当物体运动时，编码盘上的光栅或编码孔会随着物体的运动而产生变化，光电传感器会检测这些变化，并将其转换成电信号输出。

根据这些电信号，我们可以计算出物体的速度。

编码器的测速原理可以分为两种类型，增量式编码器和绝对式编码器。

增量式编码器通过检测编码盘上的脉冲数来计算物体的速度，它的原理是根据脉冲信号的频率和方向来确定物体的运动状态。

而绝对式编码器则可以直接输出物体的位置信息，它的原理是通过编码盘上的编码规律来确定物体的位置，从而实现对物体位置和速度的测量。

在实际应用中，编码器的测速原理可以通过信号处理和计算来实现对物体速度的准确测量。

通过对编码器输出信号的采集和处理，我们可以得到物体的运动状态，从而实现对物体的精确控制和监测。

同时，编码器的测速原理还可以应用于各种工业领域，如自动化生产线、机器人控制、电机调速等方面。

总的来说，编码器的测速原理是基于编码器的工作原理和信号输出来实现的，通过对编码器输出信号的采集和处理，我们可以实现对物体速度的准确测量，从而实现对物体运动状态的监测和控制。

在工业自动化控制系统中，编码器的测速原理具有重要的应用价值，可以帮助我们实现对各种设备和机械的精确控制和监测。

速度传感器的种类以及对应的工作原理速度传感器的普及从推广到市场以来得到了广泛的应用，很多厂商在其原理之上，又开发了多种速度传感器，具体有以下几种：(1)光电式车速传感器--由带孔的转盘两个光导体纤维，一个发光二极管，一个作为光传感器的光电三极管组成。

一个以光电三极管为基础的放大器为发动机控制电脑或点火模块提供足够功率的信号，光电三极管和放大器产生数字输出信号(开关脉冲)。

发光二极管透过转盘上的孔照到光电二极管上实现光的传递与接收。

(2)磁电式车速传感器--模拟交流信号发生器，产生交变电流信号，通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。

磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲，其形状是一样的。

输出信号的振幅与磁组轮的转速成正比(车速)，信号的频率大小表现于磁组轮的转速大小。

发动机控制电脑或点火模块正是靠这个同步脉冲信号来确定触发电火时间或燃油喷射时刻的。

(3)霍尔式车速传感器--它们主要应用在曲轴转角和凸轮轴位置上，用于开关点火和燃油喷射电路触发，它还应用在其它需要控制转动部件的位置和速度控制电脑电路中。

由一个几乎完全闭合的包含永久磁铁和磁极部分的磁路组成，一个软磁铁叶片转子穿过磁铁和磁极间的气隙，在叶片转子上的窗口允许磁场不受影响的穿过并到达霍尔效应传感器，而没有窗口的部分则中断磁场。

(4)车轮转速传感器—检测车轮转速并将检测结果输出ECU，主要是的作用是在汽车制动的控制和驱动控制这两方面;(5)发动机转速传感器---检测发动机的转速，通常利用曲轴位置传感器来检测发动机的转速并输出来实现的。

用于燃油喷射量、点火提前角、动力传动控制等;(6)减速传感器---其主要的是要检测汽车在减速的时候的减速速度，也是将这个信号回传到ECU，汽车制动的控制和驱动控制这两方面。

(7)车速传感器---通常是直接或者间接检测汽车轮胎的转速来来获得的，主要是体现在我们可以在汽车行驶的时候可以知道自己的形式的车速。

（8）旋转式速度传感器的结构和特征旋转式速度传感器按安装形式分为接触式和非接触式两类。

编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析关键字：编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析编码器工作原理绝对脉冲编码器:APC增量脉冲编码器:SPC两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.旋转编码器是用来测量转速的装置。

它分为单路输出和双路输出两种。

技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。

单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。

增量型编码器与绝对型编码器的区分编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。

增量型编码器(旋转型)工作原理:由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

信号输出:信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。

信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。

比较磁电式光电式编码器三种转速传感器测量原理及特点一、引言在工业自动化领域中，转速传感器是一种常用的测量设备，用于测量旋转物体的转速。

磁电式编码器、光电式编码器是两种常见且使用广泛的转速传感器。

本文将对磁电式编码器、光电式编码器和传统编码器进行比较，分析它们的测量原理和特点。

二、磁电式编码器1. 测量原理磁电式编码器是利用磁场变化产生电势的原理进行转速测量的。

它由磁传感器和磁极盘两部分组成。

磁传感器感知磁极盘上的磁场变化，并产生相应的电势信号。

通过测量电势信号的变化，可以确定转速的大小。

2. 特点•非接触性：磁电式编码器的测量过程不需要接触转速物体，减少了磨损和摩擦。

•高精度：磁电式编码器具有较高的分辨率和测量精度，可以达到亚微米级别。

•耐用性强：磁电式编码器具有较好的耐用性和抗干扰能力，适用于复杂的工业环境。

三、光电式编码器1. 测量原理光电式编码器是利用光电元件和光栅进行转速测量的。

光电元件感知光栅上的光信号变化，并产生相应的电信号。

通过测量电信号的变化，可以确定转速的大小。

2. 特点•高分辨率：光电式编码器的分辨率较高，可以达到亚微米级别。

在高精度测量要求的场景中具有优势。

•可编程性强：光电式编码器可以通过调整光栅的线数和结构参数来改变分辨率和测量范围，具有较高的可编程性。

•可靠性高：光电式编码器具有较好的抗干扰能力和稳定性，适用于精细测量和高要求的工业环境。

四、传统编码器1. 测量原理传统编码器是利用接触式传感器和编码盘进行转速测量的。

编码盘上的凹槽通过接触式传感器的感应，产生相应的电信号。

通过测量电信号的频率和脉冲数，可以确定转速的大小。

2. 特点•低成本：传统编码器的制造成本较低，适用于一些成本敏感的应用场景。

•需要接触：传统编码器需要与转速物体接触，存在磨损和摩擦的问题。

•测量精度受限：传统编码器的测量精度较低，一般在几毫米级别。

五、比较分析特点磁电式编码器光电式编码器传统编码器测量原理磁场变化产生电势光信号变化产生电信号编码盘凹槽感应电信号接触方式非接触式非接触式接触式测量精度高精度高精度较低精度耐用性耐用性强耐用性强耐用性较差抗干扰能力抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力一般分辨率较高较高较低成本高成本中等成本低成本六、总结通过对磁电式编码器、光电式编码器和传统编码器的比较分析，可以得出以下结论：- 磁电式编码器和光电式编码器具有较高的测量精度和耐用性，适用于高精度测量和复杂工业环境。

简述光电式转速传感器的测量原理
光电式转速传感器是一种常见的非接触式转速测量传感器，其测量原
理基于光电效应。

它利用光电元件（如发光二极管和光敏二极管）将
机械运动转化为电信号，从而实现对旋转物体的转速测量。

具体来说，当被测物体旋转时，它上面的反射标志物或齿轮会不断地
遮挡和释放光电元件之间的光线。

这样就会产生一个由高电平和低电
平组成的脉冲信号序列，其频率与被测物体的转速成正比关系。

通过
对这个信号序列进行计数、滤波和处理，就可以得到被测物体的精确
转速值。

在实际应用中，光电式转速传感器通常采用两种不同的工作方式：反
射式和透射式。

反射式传感器将发射端和接收端集成在同一侧面，并
通过反射标志物或齿轮来反射光线；透射式传感器则将发射端和接收
端分别安装在两个侧面，并通过被测物体内部穿过的光线来进行测量。

除了转速测量外，光电式转速传感器还可以用于检测旋转物体的方向、位置和加速度等参数。

同时，它具有非接触式、高精度、高可靠性和
长寿命等优点，适用于各种工业自动化和控制系统中的转速监测和控制。

总之，光电式转速传感器的测量原理基于光电效应，通过对机械运动产生的脉冲信号进行处理来实现对被测物体的转速测量。

其工作方式包括反射式和透射式两种形式，具有高精度、高可靠性和长寿命等优点，在工业自动化和控制系统中得到广泛应用。

光电式转速传感器的测量原理
光电式转速传感器是一种利用光电效应测量物体转速的传感器。

其主
要测量原理是利用物体表面反射激光束的特性来确定物体转速。

具体来说，当激光束照射到物体表面时，会被反射回传感器。

传感器
中的光敏元件可以将反射回来的激光信号转化为电信号，并且通过处
理这些电信号可以确定物体的转速。

在使用光电式转速传感器时，需要将传感器固定在要测量的物体上，
并且保证激光束与物体表面垂直。

当物体开始旋转时，激光束会被反
射回传感器，并且随着旋转速度的变化，反射回来的信号也会发生相
应的变化。

通过对反射回来的信号进行处理，可以得到物体旋转周期和角度。

从
而可以计算出物体每秒钟旋转的圈数和角速度。

这些数据可以用于控
制系统中实现精确控制和监测。

总之，光电式转速传感器是一种基于光电效应原理测量物体转速的高
精度、高灵敏度、高可靠性传感器。

其测量原理简单、操作方便、精
度高，可以广泛应用于工业自动化控制、机械制造、航空航天等领域。

各类传感器测速性能比较实验一、实验目的比较各类传感器对测速实验的性能差异。

二、实验要求通过实验二十（霍尔测速实验）、实验二十一（磁电式传感器测速实验）、实验二十八（电涡流传感器测转速实验）、实验三十一（光纤传感器测速实验）以及实验三十二（光电转速传感器的转速测量实验），获得实验数据，进而对实验数据进行比较，获得各传感器测速的性能。

三、基本原理（一）霍尔测速实验：利用霍尔效应表达式UH = KHIB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，圆盘每转一周，磁场就变化N次，霍尔电势相应变化N次，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速（转速=60*频率/12）。

（二）磁电式传感器测速实验：基于电磁感应原理，N匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势：发生变化，因此当转盘上嵌入N 个磁钢时，每转一周线圈感应电势产生N次变化，通过放大、整形和计数等电路即可测量转速。

（三）电涡流传感器测转速实验：利用电涡流的位移传感器及其位移特性，当被测转轴的端面或径向有明显的位移变化（齿轮、凸台）时，就可以得到相应的电压变化量，再配上相应电路测量转轴转速。

本实验请实验人员自己利用电涡流传感器和转动源、数显单元组建。

（四）光纤传感器测速实验：利用光纤位移传感器探头对旋转体被测物反射光的明显变化产生的电脉冲，经电路处理即可测量转速。

（五）光电转速传感器的转速测量实验：光电式转速传感器有反射型和直射型两种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电管，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉冲计数处理即可得到转速值。

四、主要器件及单元霍尔式传感器、磁电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器、直流源±15V、转速调节2~24V，转动源模块、光纤传感器实验模块、+5V直流电源、转动源单元及转速调节2-24V、数显转速/频率表。