基于GMR傳感器的可辨向齒輪轉速傳感器的設計.pdf

1、隨著工業(yè)技術的發(fā)展，在工程實踐中，經常會遇到各種需要測量轉速的場合。例如在發(fā)動機、電動機、機床主軸等旋轉設備的控制中，常需要對電機的轉速及其轉動方向進行精確的測量、并且顯示。由于電機的轉動與齒輪的轉動是同軸的，那么測量電機的轉速、轉向可以轉化為測量齒輪的轉速、轉向。齒輪轉速傳感器是將旋轉物體的轉速信息轉換為電量輸出的傳感器。
　　市場上目前應用最多的齒輪轉速傳感器主要有三種：光電式、磁電式和霍爾式齒輪轉速傳感器。雖然，它們分別具有

2、各種各樣的優(yōu)點，但是這些齒輪轉速傳感器也存在一些缺點，如要么易受振動沖擊，油污、粉塵及雜質等惡劣環(huán)境的影響，要么信號幅度的變化取決于信號轉子的轉速，或者受傳感芯片靈敏度的限制，測量間距不夠大。而且，以上傳感器都較少包含對轉動方向的測量。
　　本文采用靈敏度很高的巨磁阻（GMR）芯片VA100F3作為敏感元件設計了一款寬測量間距的可辨向齒輪轉速傳感器。并對測量轉速及方向測量的可行性利用Ansoft Maxwell軟件進行了驗證，通過

3、仿真得出：在一定的測量間距下，磁場的變化在 GMR芯片的工作范圍內；每經過一個齒出現一個完整的正弦波；兩路相差1/4齒間距位置的磁場輸出信號也是相差90°相位。這證明了采用文中的設計方法可以設計出具有辨向功能的齒輪轉速傳感器。
　　本文詳細介紹了該傳感器的信號處理電路及單片機處理電路的各個部分的功能和特點。在轉速測試平臺上，對文中研制的傳感器進行性能測試，測試結果證明該傳感器測量精度高，可精確辨向，而且相較于霍爾傳感器測量間距較寬