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如何正确识别转速传感器发输出信号?

发布时间: 作者:上海路阳仪器 技术文档组 点击次数:
本篇摘要

识别转速传感器输出:光电/激光输出TTL方波,磁电式输出随转速升高的近似正弦波,霍尔输出方波但需供电。用示波器看波形最直接,万用表可粗判有无脉冲。

核心要点

  • 光电/激光传感器输出 TTL 方波,高低电平约为 3 至 5V 与 0.2V
  • 磁电(可变磁阻)传感器无需供电,输出近似正弦,幅值随转速升高
  • 霍尔传感器输出方波,但必须供电,且常需上拉电阻
  • 接线约定:棕色接电源正、蓝色接公共端、黑色为信号输出
  • 判断有无脉冲:示波器看波形最直接,万用表测平均电压可粗判
  • 被测件必须能贴反光材料,过小或封闭腔内的转子不适用光电法

识别转速传感器输出,先分清类型:光电/激光输出 TTL 方波、需要 5V 供电;磁电式不用供电、输出幅值随转速升高的近似正弦;霍尔输出方波但也需要供电。拿到一根线,先看它有没有供电线,再看波形,基本就能判断。

如何正确识别转速传感器发出的输出信号?

旋转机械在日常的生产或生活中占有非常高的比重,小到一个微型马达,大至万吨巨轮的庞大引擎。在对这些机械进行研究的同时,准确地测量并记录下其转速也成了一项很重要的任务。

光电传感器

光电传感器主要通过自身发射出一道光束,然后通过被测物体上的反光片将该光束进行反射,最后通过自身的感光元器件接收该反射光束。如果旋转件贴有n个反光片,那么该物体旋转一圈,光电传感器就会接收到n次反射光束,传感器每接收n次反射光束的时间就是该物体转速的倒数,从而可以推算出转速。

该传感器使用方便,运用范围广,如果配合光电编码盘一起使用可以达到比较高的测量精度。但同时也有一定的局限性,比如被测物体必须支持粘贴反光材料,不太适用于过小的物体或者封闭腔内物体转速的测量。

磁电传感器

磁电传感器利用电磁感应的原理,当旋转体通过感应线圈的时候,在感应线圈中产生感应电压,其通常会以方波或者脉冲波的形式输出信号。当旋转体转速越快的时候,输出信号的频率也就越高,通过对输出信号频率的分析从而检测到旋转物体的转速。磁电传感器的优点在于无需外加电源,并且在有烟雾、水气等环境中也可以使用,运行稳定,往往被用于齿轮以及电机转速的测量。

转速传感器的TTL信号

激光转速传感器ROLS-5PW发出的标准信号是TTL信号(Transistor-Transistor Logic):TTL电平规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”。标准TTL输入高电平最小2V,输出高电平最小2.4V,典型值为3.4V;输入低电平上限为0.8V,输出低电平上限为0.4V,典型值为0.2V。

如果转速传感器输出的是标准TTL信号,该传感器就可以直接接至硬件的pulse通道,硬件会主动通过AD转换,将该TTL信号转换为数字信号存储下来,以便之后转速的计算。HEAD的数采硬件(SQuadriga、SQobold、HEADlab等)都配备有专门的pulse通道(独立于模拟通道之外)。

如何正确识别转速传感器发输出信号? 图1

转速传感器其中最重要的一个参数就是旋转一圈产生的脉冲数。如果是光电传感器,这个参数就等于旋转轴上粘贴的反光片的数量;如果是磁电传感器,这个参数就取决于比如电机的转子数或者测速齿轮的齿数了;如果是点火线圈的话,因为每转两圈信号发生一次,此时参数应该是0.5。只有正确地定义出传感器的类型之后,才能保证解析出的转速信号的准确性。

三类输出信号对比

类型输出波形幅值特征是否供电典型场景
光电 / 激光方波(TTL)高 3 至 5V,低约 0.2V需要 5V反光标记、动平衡键相
磁电(可变磁阻)近似正弦随转速升高,低速时很小不需要齿轮、电机、汽轮机
霍尔方波需上拉,幅值取决于供电需要带磁钢或齿的转子

接线与判读

三线制传感器通常按颜色区分:棕色接电源正极(多为 5V),蓝色接公共端(COM 或 0V),黑色为信号输出。接转速表时,信号进 IN 端子,电源与公共端按标识接好,接反一般不会立即损坏,但会没有输出。上电后用手在传感器前方晃一下反光片,尾部指示灯应随之亮灭,这是最省事的自检。

常见误判

  • 磁电式低速时幅值太小,被误判为"坏了"。实际上提高转速或缩小气隙就能恢复。
  • 霍尔传感器没有上拉电阻,示波器上看到的是浮空电平,被误判为信号异常。
  • 把 PLC 的 24V 输入口直接接 TTL 信号,读不到计数,误以为传感器输出弱。

常见问题

只有万用表,怎么判断传感器有没有输出?

把万用表打到直流电压档测信号线对地,起转后读数应在高低电平之间取平均并随转速变化;恒定 0V 或恒定 5V 说明没有脉冲,先查供电与标记。

信号时有时无,是传感器坏了吗?

多数是标记问题:贴纸边缘翘起、表面沾油、光斑偏离,或线缆在振动下接触不良。先换标记、重新固定线缆再判断。

电源接反会烧传感器吗?

三线制传感器内部多有反接保护,短暂接反通常可恢复;但长期反接或把 24V 加到 5V 传感器上,仍可能损坏。

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引用本文

上海路阳仪器有限公司. 《如何正确识别转速传感器发输出信号?》[EB/OL]. 上海路阳仪器有限公司, 2024-09-05. https://www.luyor.net/jishujieda/75.html.

上海路阳仪器有限公司

成立于 2008 年,专注紫外光源、荧光检测与紫外辐照设备的研发制造,产品覆盖荧光渗透/磁粉探伤灯、荧光检漏套装、生物膜检测灯、细胞光毒性辐照仪、荧光蛋白激发光源与转速测量仪器,服务无损检测、轨道交通、食品药品、化妆品与生命科学研究等领域。本文由路阳技术文档组依据产品实测数据与行业标准编写。

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