Apakah Prinsip Kerja Penderia Speedometer?

Penderia speedometer menukarkan halaju objek kepada isyarat elektrik yang boleh diukur (seperti voltan, kekerapan atau kiraan nadi), yang kemudiannya diproses secara elektronik untuk memacu jarum atau memaparkan nilai kelajuan pada skrin. Prinsip teras mereka adalah berdasarkan aruhan elektromagnet, kesan Hall, kesan fotoelektrik atau kesan Doppler. Berikut ialah lihat cara pelbagai jenis penderia speedometer berfungsi dan untuk kegunaannya:
I. Penderia Kelajuan Aruhan Elektromagnet
Cara ia berfungsi: Menurut undang-undang aruhan elektromagnet Faraday, apabila konduktor (seperti gegelung) bergerak dalam medan magnet, memotong garisan medan magnet menghasilkan daya gerak elektrik teraruh (EMF) (voltan). Saiz emf aruhan adalah berkadar dengan kelajuan di mana konduktor memotong garis medan magnet, seperti berikut:
E.L.v.
di mana,
Gred B
Ia adalah kekuatan medan magnet,
l/
ialah panjang berkesan bagi gegelung, dan
v. PENGENALAN
Ia adalah kelajuan pemotongan.
Struktur:
Teras dan gegelung magnetik: dipasang di dalam perumahan sensor untuk membentuk medan magnet yang stabil.
Paksi teras magnet disambungkan kepada objek yang diukur: Apabila objek bergerak, ia memacu aci teras berputar, menyebabkan gegelung memotong garisan medan magnet.
Isyarat keluaran: Daya gerak elektrik teraruh (voltan) adalah berkadar dengan kelajuan dan tidak memerlukan bekalan kuasa luaran (reka bentuk pasif).
Permohonan:
Penderia kelajuan motor: dipasang pada perumah gandar pemacu atau perumah transmisi, isyarat arus ulang-alik dijana oleh putaran roda magnetik (rotor dengan gear). Amplitud isyarat adalah berkadar dengan kelajuan, dan frekuensi mencerminkan kelajuan.
Pemantauan getaran: Contohnya, penderia kelajuan SZ-6K memantau kelajuan, amplitud dan kekerapan getaran untuk memberikan amaran awal tentang kerosakan dalam jentera berputar seperti pam dan kipas.
Kekuatan dan kelemahan:
Kekuatan: Struktur mudah, boleh dipercayai, tindak balas frekuensi rendah, tiada bekalan kuasa luaran diperlukan.
Kelemahan: Saiz kecil, tidak sesuai untuk pengukuran kelajuan; sensitif kepada suhu, memerlukan litar pampasan.
ii. Penderia Kelajuan Kesan Dewan
Cara ia berfungsi: Apabila arus elektrik melalui semikonduktor (elemen Dewan) yang diletakkan dalam medan magnet, ia mewujudkan perbezaan voltan (Voltan Dewan) berserenjang dengan arah arus dan medan magnet. Apabila kekuatan medan magnet berubah, begitu juga voltan Hall, menghasilkan denyutan-gelombang segi empat sama berkadar dengan kelajuan.
Struktur:
Elemen dewan: Menyediakan arus kerja yang berterusan.
Roda Gear Pencetus/Kutub Magnet: Mengubah kekuatan medan magnet apabila paksi yang diukur berputar.
Isyarat keluaran: kekerapan adalah berkadar dengan kelajuan, amplitud adalah pembentukan litar berikutnya diperlukan.
Tujuan: Penderia kedudukan aci engkol/aci sesondol automotif: Pencetus litar pencucuhan dan suntikan bahan api.
Sensor Kelajuan Roda (ABS): Mengesan kelajuan roda untuk mengelakkan penguncian semasa membrek.
Kekuatan dan kelemahan:
Kelebihan: Pengukuran tanpa sentuh, jangka hayat yang panjang, kelajuan tindak balas yang cepat, pemprosesan isyarat keluaran digital yang mudah.
Kelemahan: Bekalan kuasa luaran diperlukan, sasaran perlu dicetuskan (gear/tiang).
III. Penderia Kelajuan Kesan Fotoelektrik
Cara ia berfungsi: Kelajuan diukur dengan pelepasan, penyekatan atau pantulan cahaya. Cahaya daripada sumber cahaya (seperti LED) menerangi permukaan objek berputar (atau cakera berlubang/bergigi), manakala penerima fotosensitif (seperti fotodiod aa) mengesan perubahan cahaya dan menghasilkan isyarat nadi.
Struktur: Sumber cahaya dan penerima: diletakkan bertentangan antara satu sama lain (transmisi) atau pada sisi yang sama (pantulan).
Cakera Kod/Penanda Reflektif: Mengubah laluan cahaya semasa putaran, menghasilkan denyutan.
Isyarat keluaran: Kekerapan adalah berkadar dengan kelajuan dan memerlukan pemprosesan litar seterusnya.
Tujuan: motor servo, alatan mesin CNC, pencetak dan -ukuran ketepatan tinggi yang lain.
Pengukuran kelajuan tetikus optik: Kelajuan pergerakan dikira dengan mengesan perubahan cahaya yang dipantulkan pada desktop.
Kekuatan dan kelemahan:
Kekuatan: Tanpa sentuh, berketepatan tinggi, masa tindak balas yang cepat.
Kelemahan: Sensitif kepada pencemaran, mungkin terganggu oleh cahaya persekitaran, struktur kompleks.
IV. PENGENALAN PENGENALAN Penderia Halaju Kesan Doppler
Cara ia berfungsi: Apabila sumber gelombang bergerak relatif kepada pemerhati, kekerapan gelombang yang diterima oleh pemerhati berubah (anjakan Doppler). Penderia memancarkan gelombang elektromagnet (gelombang radar atau laser), frekuensi yang berkadar dengan halaju objek (v) dan frekuensi adalah antara gelombang yang dipantulkan dan yang dipancarkan (Δf):
Vf
Kegunaan: Digunakan untuk pengukuran kelajuan: Meter laju radar, halaju laser.
Pemantauan Industri: Pengukuran kelajuan wayar kepingan logam dan kertas.
Pengukuran halaju bendalir: Halaju Doppler Laser (LDV) mengukur halaju aliran cecair atau gas.
Kebaikan dan keburukan
Kekuatan: Pengukuran jarak jauh-tanpa sentuh, ketepatan tinggi.
Kelemahan: Kos tinggi, perlu fokus pada sasaran, sudut mempengaruhi hasil pengukuran (perlu pampasan kosinus).
V. Aplikasi Khusus Aplikasi Penderia Speedometer dalam kereta
Paparan Kelajuan Kenderaan: isyarat keluaran sensor diproses secara elektronik dan penunjuk atau skrin pemacu menunjukkan kelajuan.
Meter kelajuan elektromagnet: Memacu pesongan penunjuk melalui isyarat semasa, berketepatan tinggi.
Meter laju digital: Memaparkan nombor secara langsung, mungkin disepadukan ke dalam panel instrumen atau skrin kawalan pusat.
Fungsi Kawalan
Kawalan servo Kelajuan Terbiar Enjin: laraskan kelajuan melahu, kurangkan penggunaan bahan api.
Anjakan transmisi automatik: tentukan pemasaan anjakan berdasarkan kelajuan dan kelajuan enjin.
Kawalan pelayaran: Kekalkan kelajuan yang ditetapkan untuk mengurangkan keletihan pemandu.
Kawalan Kipas Penyejuk: laraskan kelajuan kipas mengikut kelajuan dan suhu enjin.