转速传感器的工作原理

(一）光电式转速传感器

光电式转速传感器原理如图 8-14所示，它主要由光源、聚光镜、反射透光玻璃、光敏管等组成。光源产生的光束经反射透光玻璃射 到光码盘上，光码盘安装在被测转速的转轴上。光码盘的表面有一些 呈辐射状并且间隔布置的反光面以及不反光面条纹。所以当转轴转动时，光码盘将间隔的有反射光射到光敏二极管上，使光敏二极管电阻值产生交替的变化，其变化频率为

式中 
n — 转轴转速，r/min;

z — 光码盘反射条纹数。

光敏二极管的电阻变化信号经转换电路转变为电压信号，并送至显示仪表进行显示。

(二) V测速发电机转速传感器

测速发电机为永磁式交流三相同步发电机，其转子为一*磁钢，如图8-15所示。测 速发电机的转子通过弹簧联轴节与汽轮机转子前端相连接。定子有3个绕组，各绕组的直流 电阻为27.5f2。当转速为3000r/min时，其输出电势为44V。

测速发电机输出电势与转速的关系为

式中 
C — 常数，取决于发电机绕组结构与磁极对数；

∅ — 磁通量，取决于磁钢的磁感应强度；

n — 转速。

可见在测速发电机结构一定的条件下，其输出电势£与被测转速n成正比。

(三) 磁电式转速传感器

磁电式转速传感器主要由*磁钢、铁芯、线圈等组成，其结构如图8-16所示。

它是根据磁路中磁阻变化引起磁通变化，从而在线圈中产生感应电势的原理工作的。当 被测轴带动齿轮转动时，铁芯和齿轮的齿之间的间隙发生周期性变化，使得磁路中磁阻也产生相应变化，从而引起通过线圈的磁通发生变化，感应线圈中就产生交变感应电势。设齿轮 的齿数为z，被测轴的转速为〜则线圈中产生的感应电势的频率为

当传感器测速齿轮的齿数为60时，f=n，这说明传感器输出脉冲电压的频率在数值上与所测转速相等。

因感应电势的大小4磁通的变化率成正比，即(w为感应线圈的匝数），因此磁电式传感器不能测量低转速。国产SZMB系列磁电式转速传感器每转对应的输出脉冲 数为60，测量范围为50〜5000r/min。

(四）电滿流式转速传感器

电涡流式传感器的安装位置和磁电式转速传感器相仿，传感器的端部对着齿轮的齿，齿顶、齿根轮流通过传感器的端部附近。由于涡流效应，电涡流传感器的前置放大器输出一个个脉冲，测量单位时间内通过的脉冲数就可知道旋转机械的转速。它的测量 范围很宽，从1〜105r/min都可测量。磁电式传感器和电涡流式传感器都采用数字式转速 表来显示转速。

目前，火力发电厂中常用电涡流传感器（又称探头）测量转动机械的转速，下面简单 介绍电涡流转速探头的安装。转速探头应径向安装，在被测轴上须做标记，轴标记可以 是凹槽（钻孔或开槽），也可以是凸起（贴一金属片），如图8-17所示为电涡流转速探头 的安装示意图。当轴标记为凹槽时，探头与被测轴之间的间隙应按探头到轴的平滑面 (不在凹槽处）确定；当轴标记为凸起时，间隙应按探头到凸起面来确定。不要在轴 旋转时调整探头与凸面之间的间隙，以免碰坏探头。无论是凹槽还是凸起都要足够大， 以HZ-85700-01型转速装置为例，要能产生3V (峰值）以上的脉冲信号，就要求标记的 宽度（沿轴的径向/大于7mm，长度（沿轴向）大于10mm，高度（深度）大于1mm。 若轴标记面积大一些，则高度可相应小一些；反之可相应大一些，但凸起高度不能大 于 1. 5mm。