转速(速度)测量方案.docx

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转速（速度）在线测量方案选择时，一般要考虑的问题有以下几点：

1.被测物体运动的速度范围；

 超低速（0.０2～2.00r/min）

 低速（0.5～500r/min）

 中高速（10～20000r/min）

 高速（500～200000r/min）

 超高速（500～600000r/min）

 全速（0.020～600000r/min）

2.被测物体可测点几何形状；

 轴（光轴/带孔/带槽/带销/叶片）

 传动齿轮/皮带

3.环境条件；

4.动态/静态显示、记录、控制；

5.误差、响应时间、输出控制形式等；

测速范围作为基本参数，直接关系到传感器和测速仪的选择；比如在20～20000r/min这一测速范围，函盖了低速、中高速，满足这一测速范围的传感器和测速仪表品种比较多；如果测速范围在20r/min以下，甚至0.1r/min以下,这就是超低转速测量，不是普通的传感器和测速仪表能满足的了。

被测物体可测点几何状况及环境条件，往往是传感器和测速仪的最大制约因数。

比如一种微型电机，被测旋转轴直径只有1.5mm，只有端面露在外面，且此轴没有负载能力，如何检测？

再如被测物体转速0.10～2.00r/min,要求测量仪表输出4～20mA的标准信号，测量环境70摄氏度，这就要求传感器和测速仪不光满足测速范围的要求，还要满足环境温度的要求。

被测物体可测点几何形状，关系到适用传感器的品种，可测点周边空间关系到选用传感器的可安装性，可测点环境关系到传感器和仪表的耐受特性。

动态测量和静态测量，关系到测量方法和瞬时转速的概念，静态测量一般选用的采样时间为0.5秒到2秒，超低转速时，可延时到60秒。

动态测量一般采样时间选择小于0.1秒，高速采样时，要求采样时间不超过0.02秒。

在线测量有时作为观测手段，只需要显示；有时作为反馈，用于系统调节，有时用于报警控制。

误差、响应时间、输出控制形式，直接关系到测量目的能否达到。

以上决定转速（速度）在线测量方案选择的几点要素，主要针对安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性；在线测量方案还要求简单可靠，经济有效。

从传感器的安装方式来分，有接触式和非接触式两种；按传感器的类别来分，就有磁电、磁敏、光电（光纤）、霍尔等方式，下面先从这两个侧面来介绍转速传感器的选用方案：

方案1：

接触式测量

这种测量方式一般适用中、低转速的测量。

传感器与被测旋转轴，通过弹性联轴器连接，传感器安装固定时，要求出轴与被测旋转轴尽量保持同一条直线，在较高速时尤其严格。

这种测速方式一般选用的传感器有光电、磁电和霍尔等式样，一般测速范围在0～4000转/分。

测速时每周脉冲数在100以下（如SGB-4A光电转速传感器）。

在转速低于1转/分时，可选用光电编码器（如CHA-1光电编码器），每周脉冲数可高达2000以上。

这种接触式测量在6000转/分～几十万转/分就不能满足要求，我们一般可选用以下几种非接触式测量方式。

方案2：

盘式磁性测量

被测旋转轴上固定一个发讯盘，发讯盘上一个同心圆上均匀分布若干个孔或凹槽，转速传感器可为磁电转速传感器（SM-16）或磁敏转速传感器（SMS-10/12）。

发讯盘均匀分布1～100个孔或凹槽（发讯盘的材料为导磁材料如低碳钢或电工钢），传感器的感应距离在0.5～2mm左右；发讯盘上均匀分布2～8个磁钢时（发讯盘的材料可以是非导磁材料），传感器的感应距离在2～6mm左右。

在低转速时，过去为满足计数式转速表的测量要求，一般发讯盘选用均匀分布60个孔或凹槽，现在也可以选用1～100个孔或凹槽。

如选用接近开关，感应距离可达4～6mm.；发讯盘只要选用导电材料就可以。

这种方案中的发讯盘，往往可以借用系统本身就有的齿轮、皮带轮等。

如果发讯盘既不能选用导磁材料，也不能选用导电材料，还可以选用以下方案。

方案3：

遮断式光电测量

遮断式光电测量1

遮断式光电测量2

发讯盘不管是什么材料，只要在遮光盘的同心圆上均匀分布若干个通光的孔或槽，槽形光电传感器固定在遮光盘工作的位置上，这种方案，一般不能用在粉尘较多的场合。

方案4：

反射光电测量

当被测轴上不能安装发讯盘或遮光盘时，可以直接在被测轴上粘贴反光标签（或在光洁的轴上涂黑），用光电传感器（WO-DNPW2）或光纤传感器来测量。

测量距离在5～80mm。

反光标签容易污损的环境下，需即时更换，当然还可以用下面的方案。

方案5：

轴式磁性测量

 轴式磁性测量1

轴式磁性测量2

当被测轴上本身就有孔或凹槽，打一个凹坑拧一个螺钉或者镶嵌磁钢较容易时，如轴式磁性测量1,可以选用磁敏（SMS-16/22）磁电转速传感器（SM-16/22）来测量。

如轴式磁性测量2,可以选用磁电转速传感器（SZMB-1）来测量；轴式磁性测量，要求轴或凸出的材料是导磁的钢铁。

感应距离1mm左右。

测量范围：

0～10万转/分。

在高速轴上打凹坑拧螺钉镶嵌磁钢时一定要考虑动平衡。

磁敏、磁电、霍尔和部分接近开关同属磁性传感器，但它们也有适用性的差异，选用时注意以下比较。

几种磁性传感器的性能比较：

传感器

典型型号

测数范围（频率范围）

感应对象

检测距离

应用场合

磁敏传感器

SMS-16SMS-12

0～10kHz

铁、电工钢

0.5～1.5

速度、位移

SMS-10

0～20kHz

铁、电工钢

0.5～4

速度、位移

磁电传感器

SM-16

50~5000Hz

电工钢

0.5～1

速度

霍尔传感器

Hal-12

0～10kHz

磁铁

1～5

速度、位移

接近开关

LJ-12

0~200Hz

金属

1～5

速度、位移

以上仅列举了几种常见的转速测量方法中传感器的选择。

系统工程中还要根据测量的环境、转速范围，以及系统的现有条件和具体工程要求来综合考虑传感器的选用方案。

比如在无刷直流马达作驱动的系统中，转速信号的来源可直接从直流马达的反馈信号中取得。