スピードメーターセンサーの動作原理は何ですか? - ニュース

速度計センサーは、物体の速度を測定可能な電気信号 (電圧、周波数、パルス数など) に変換し、電気的に処理して針を駆動したり、画面に速度値を表示したりします。その中心原理は、電磁誘導、ホール効果、光電効果、またはドップラー効果に基づいています。ここでは、さまざまな種類のスピードメーターセンサーがどのように機能し、何に使用されるかを見ていきます。
I. 電磁誘導式速度センサー
仕組み: ファラデーの電磁誘導法則によれば、導体 (コイルなど) が磁場内で移動すると、磁力線が切断されて誘導起電力 (EMF) (電圧) が発生します。誘導起電力の大きさは、次のように導体が磁力線を切る速度に比例します。
E.L.v.
どこ、
グレードB
それは磁場の強さです
l/
はコイルの有効長であり、
v. はじめに
それは切断速度です。
構造：
磁気コアとコイル: センサーハウジングに固定され、安定した磁場を形成します。
測定対象物に接続された磁気コア軸: 対象物が移動すると、コアシャフトが回転駆動され、コイルが磁力線を切断します。
出力信号：誘導起電力（電圧）は速度に比例し、外部電源を必要としません（パッシブ設計）。
応用：
モーター速度センサー: ドライブアクスルハウジングまたはトランスミッションハウジングに取り付けられ、磁気ホイール (ギア付きローター) の回転によって交流信号が生成されます。信号の振幅は速度に比例し、周波数は速度を反映します。
振動監視: たとえば、SZ-6K 速度センサーは、ポンプやファンなどの回転機械の故障を早期に警告するために、振動の速度、振幅、周波数を監視します。
長所と短所:
長所: シンプルな構造、信頼性の高い、低周波応答、外部電源は不要です。
短所: サイズが小さいため、速度測定には適していません。温度に敏感なので、補償回路が必要です。
ii.ホール効果速度センサー
仕組み: 磁場中に置かれた半導体 (ホール素子) に電流が流れると、電流と磁場の方向に垂直な電圧差 (ホール電圧) が生じます。磁場の強さが変化するとホール電圧も変化し、速度に比例した方形波パルスが生成されます。-
構造：
ホール素子: 一定の動作電流を供給します。
トリガーギア/磁極ホイール: 測定軸が回転すると磁場の強さが変化します。
出力信号: 周波数は速度に比例し、振幅はその後の回路整形が必要です。
目的: 自動車のクランクシャフト/カムシャフト位置センサー: 点火および燃料噴射回路のトリガー。
車輪速度センサー（ABS）：車輪速度を検出し、ブレーキ時のロックを防止します。
長所と短所:
利点: 非接触測定、長寿命、速い応答速度、便利なデジタル出力信号処理。
弱点: 外部電源が必要、ターゲットをトリガーする必要がある (ギア/ポール)。
Ⅲ．光電効果スピードセンサー
仕組み: 速度は光の放射、遮断、反射によって測定されます。光源 (LED など) からの光が回転物体 (または穴あきディスク) の表面を照らし、感光性受光器 (フォトダイオードなど) が光の変化を検出してパルス信号を生成します。
構造: 光源と受光器: 互いに反対側 (透過) または同じ側 (反射) に配置されます。
コードディスク/反射マーカー: 回転中に光の経路を変更し、パルスを生成します。
出力信号: 周波数は速度に比例し、後続の回路処理が必要です。
用途: サーボモーター、CNC 工作機械、プリンター、その他の高精度測定。-
光学式マウス速度測定：デスクトップ上の反射光の変化を検出して移動速度を計算します。
長所と短所:
長所: タッチレス、高精度、素早い反応時間。
弱点: 汚染に敏感、周囲光によって妨げられる可能性がある、複雑な構造。
IV.はじめにはじめにドップラー効果速度センサー
仕組み: 波源が観測者に対して相対的に移動すると、観測者が受信する波の周波数が変化します (ドップラーシフト)。センサーは電磁波 (レーダー波またはレーザー) を放射します。その周波数は物体の速度 (v) に比例し、周波数は反射波と放射波の間 (Δf) になります。
Vf
用途：レーダー速度計、レーザー速度計などの速度測定に使用。
産業用モニタリング: 金属シートと紙のワイヤ速度の測定。
流体速度測定: レーザードップラー速度計 (LDV) は、液体または気体の流速を測定します。
長所と短所
長所: 非接触、長距離測定、高精度。-
短所: 高コスト、ターゲットに焦点を合わせる必要があり、測定結果に影響を与える角度 (コサイン補正が必要)。
V. 自動車におけるスピードメーターセンサーの具体的な用途
車速表示：センサー出力信号を電子処理し、ドライブインジケーターや画面に速度を表示します。
電磁式スピードメーター: 電流信号により指針の偏向を駆動し、高精度を実現します。
デジタル速度計: 数値を直接表示します。場合によっては計器パネルまたは中央制御画面に統合されます。
制御機能
エンジンアイドル速度サーボ制御: アイドリング速度を調整し、燃料消費量を削減します。
オートマチックトランスミッションシフト：車速とエンジン回転数に基づいてシフトタイミングを決定します。
クルーズコントロール：設定速度を維持してドライバーの疲労を軽減します。
冷却ファン制御: 速度とエンジン温度に応じてファン速度を調整します。