电机转速自动检测
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高
相对较低
长期稳定
光电传感器
采样精确 采样速度快 敏感范围远远超过了电感、电容、磁力、超声波传
感器的敏感范围 非接触，可测参数多，范围广。 结构简单，形式灵活多样，体积小。
最终拟定方案
通过小组成员的商讨我们最终决定采用方案二：
光电传感器
反射式光电转速传感器实施方案
总结与收获
方案三：电容式传感器
电容式传感器原理
电参数型数字式转速传感器 预变换元件（导电齿盘） 变换元件（电容器） 传感器利用电容变换原理将被测轴的机械转速量变
换成电路元件的电容参数量 传感电路处理成为脉冲电量信号。
电容式转速传感器的分类
按欲变换功能 电 分类 容 式 转 速 按极板状分类 传 感 器
电机转速自动检测
班级： 指导老师： 小组成员：
小组成员分工
背景设计：何枫 难点分析：顾佳伟 方案一 霍尔传感器： 顾佳伟 方案二 光电传感器： 卿泽华 方案三 电容式传感器： 吕继东 方案比较： 卿泽华 选择方案：全员参与 收获与体会：吕继东 PPT：吕继东 报告整理：何枫 所有成员共同参与本次课设的各个环节，相互学习，共同探讨。
按输出信号相 位分类
2020/3/2
变面积型
变介电常数型 平板型 圆柱面型 齿型 单一型 差动型
电容式转速传感器
定极板2被制成齿数与齿盘1的齿数相等 的齿座
齿顶 组成N个圆柱面型传感器 齿形传感器是相同齿盘的圆柱面型传感
器的Z倍。
1.齿轮 2.定级 3.电容式传感器 4.频率计
传感器比较
以每分钟的转数来表达，即r/min。
测 量 原 理
转 速 仪
变 换 方 式
模拟法 计数法 同步法
机械式 电气式 光电式 频闪式
发动机转速仪
常用的转速传感器
类别
磁电传 感器
型号 SM-10/12/14/16,T-03,SZMB-5/9
磁敏传 SMS-12/16 感器
霍尔传 HK-10/12/14/16 感器
设计背景
电机的电力消耗占到工业生产电能消耗的 50%以上。 电机转速控制在电机控制中非常重要，适当合理地
控制电机转速，可以达到节约能源，减少损失的目 的。 (1)基本铁耗 (2)空载时铁心中的附加损耗 (3)电气损耗 (4)负载时的附加(或杂散)损耗 (5)机械损耗
转速的测量方法
动态特性好和寿命 采样速度快、敏感范围 性 好 和 对 高 温 、 辐 射 、
长。
大、非接触。
强振等恶劣条件的适应
性强等。
缺点
成本 功耗 稳定性
转换率较低、温度 影响大,磁性易改变
相对较高 低 较稳定
相对较低 超低 稳定
输出有非线性，寄生电 容和分布电容对灵敏度 和测量精度的影响较大， 以及联接电路较复杂。
经过小组各成员的努力和老师的指导帮助，我们顺利地完成 了本次课程设计。在本次课程设计中，我们首先各自提出自己的 方案来研究用传感器测量电机转速。然后共同对方案进行比较得 出相对较好并且可行的方案。由于本次课设内容已经在平时试验 中已经接触到了，所以完成起来相对简单。
通过本次课设让我们对各种传感器的结构特点及工作原理有 了更深刻的认识，通过电机转速自动检测装置的设计，我们将电 机的转速与能耗相结合，让我们深刻地感受到传感器对我们的生 产生活的重要性。通过课设我们学习到了对传感器的研究及运用 的一些方法，将指导我们对传感器及相关学科的进一步学习及研 究。
课设中我们也遇到了一些困难，但通过大家的相互讨论及网 上查询各自资料的以解决。
谢谢观赏
传感器类别 工作原理
优点
霍尔传感器
光电传感器
电容式传感器
利用霍尔效应原理 将被测物理量转换 成电动势。
把被测非电量转换成光 量的变化，借助光电元 件进一步将光量转换成 电量。
把被测非电量的变化转 换为电容量变化。
结构简单、体积小、 结构简单、形式灵活多 结构简单，灵敏度高,过
重量轻、频带宽、 样、体积小、采样精确、 载 能 力 强 ， 动 态 响 应 特
3）传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好 的矩形脉冲信号。
磁场 变化
放大 整形
霍
正
矩
处
尔
弦
形
理
元
信
脉
显
件
号
冲
示
转速传感器的实例
方案二：光电传感器
反射式光电传感器
电机 转动
来自百度文库
光电 标记 反射
光电传 感器输 出方波
整形
单片机 处理显示
光源为高可靠性可见红光，无论黑夜还是白天，或是 背景光强有大范围改变都不影响接收效果。
弹性联接，接触式测量，方波 输出
根据实际情况我们选择了其中的3种传感器进行探究 与讨论： 霍尔传感器 光电传感器 电容式传感器
方案一：霍尔传感器
霍尔传感器
霍尔效应 半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两面 之间产生电动势的现象
霍尔传感器工作原理
1）霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化
2）霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响，输出脉冲信号。
特点
非接触式测量，正弦波输出， 中高速测量，感应距离1mm左 右
非接触式测量，矩形波输出， 全速速测量，感应距离1mm左 右
非接触式测量，矩形波输出， 感应距离3~5mm左右
光电传 SZGB-4 感器
弹性联接，接触式测量，方波 输出
WO-DNPW2
光电编 CHA-1 码器
非接触式测量，矩形波输出， 感应距离10~100mm左右
相对较低
长期稳定
光电传感器
采样精确 采样速度快 敏感范围远远超过了电感、电容、磁力、超声波传
感器的敏感范围 非接触，可测参数多，范围广。 结构简单，形式灵活多样，体积小。
最终拟定方案
通过小组成员的商讨我们最终决定采用方案二：
光电传感器
反射式光电转速传感器实施方案
总结与收获
方案三：电容式传感器
电容式传感器原理
电参数型数字式转速传感器 预变换元件（导电齿盘） 变换元件（电容器） 传感器利用电容变换原理将被测轴的机械转速量变
换成电路元件的电容参数量 传感电路处理成为脉冲电量信号。
电容式转速传感器的分类
按欲变换功能 电 分类 容 式 转 速 按极板状分类 传 感 器
电机转速自动检测
班级： 指导老师： 小组成员：
小组成员分工
背景设计：何枫 难点分析：顾佳伟 方案一 霍尔传感器： 顾佳伟 方案二 光电传感器： 卿泽华 方案三 电容式传感器： 吕继东 方案比较： 卿泽华 选择方案：全员参与 收获与体会：吕继东 PPT：吕继东 报告整理：何枫 所有成员共同参与本次课设的各个环节，相互学习，共同探讨。
按输出信号相 位分类
2020/3/2
变面积型
变介电常数型 平板型 圆柱面型 齿型 单一型 差动型
电容式转速传感器
定极板2被制成齿数与齿盘1的齿数相等 的齿座
齿顶 组成N个圆柱面型传感器 齿形传感器是相同齿盘的圆柱面型传感
器的Z倍。
1.齿轮 2.定级 3.电容式传感器 4.频率计
传感器比较
以每分钟的转数来表达，即r/min。
测 量 原 理
转 速 仪
变 换 方 式
模拟法 计数法 同步法
机械式 电气式 光电式 频闪式
发动机转速仪
常用的转速传感器
类别
磁电传 感器
型号 SM-10/12/14/16,T-03,SZMB-5/9
磁敏传 SMS-12/16 感器
霍尔传 HK-10/12/14/16 感器
设计背景
电机的电力消耗占到工业生产电能消耗的 50%以上。 电机转速控制在电机控制中非常重要，适当合理地
控制电机转速，可以达到节约能源，减少损失的目 的。 (1)基本铁耗 (2)空载时铁心中的附加损耗 (3)电气损耗 (4)负载时的附加(或杂散)损耗 (5)机械损耗
转速的测量方法
动态特性好和寿命 采样速度快、敏感范围 性 好 和 对 高 温 、 辐 射 、
长。
大、非接触。
强振等恶劣条件的适应
性强等。
缺点
成本 功耗 稳定性
转换率较低、温度 影响大,磁性易改变
相对较高 低 较稳定
相对较低 超低 稳定
输出有非线性，寄生电 容和分布电容对灵敏度 和测量精度的影响较大， 以及联接电路较复杂。
经过小组各成员的努力和老师的指导帮助，我们顺利地完成 了本次课程设计。在本次课程设计中，我们首先各自提出自己的 方案来研究用传感器测量电机转速。然后共同对方案进行比较得 出相对较好并且可行的方案。由于本次课设内容已经在平时试验 中已经接触到了，所以完成起来相对简单。
通过本次课设让我们对各种传感器的结构特点及工作原理有 了更深刻的认识，通过电机转速自动检测装置的设计，我们将电 机的转速与能耗相结合，让我们深刻地感受到传感器对我们的生 产生活的重要性。通过课设我们学习到了对传感器的研究及运用 的一些方法，将指导我们对传感器及相关学科的进一步学习及研 究。
课设中我们也遇到了一些困难，但通过大家的相互讨论及网 上查询各自资料的以解决。
谢谢观赏
传感器类别 工作原理
优点
霍尔传感器
光电传感器
电容式传感器
利用霍尔效应原理 将被测物理量转换 成电动势。
把被测非电量转换成光 量的变化，借助光电元 件进一步将光量转换成 电量。
把被测非电量的变化转 换为电容量变化。
结构简单、体积小、 结构简单、形式灵活多 结构简单，灵敏度高,过
重量轻、频带宽、 样、体积小、采样精确、 载 能 力 强 ， 动 态 响 应 特
3）传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好 的矩形脉冲信号。
磁场 变化
放大 整形
霍
正
矩
处
尔
弦
形
理
元
信
脉
显
件
号
冲
示
转速传感器的实例
方案二：光电传感器
反射式光电传感器
电机 转动
来自百度文库
光电 标记 反射
光电传 感器输 出方波
整形
单片机 处理显示
光源为高可靠性可见红光，无论黑夜还是白天，或是 背景光强有大范围改变都不影响接收效果。
弹性联接，接触式测量，方波 输出
根据实际情况我们选择了其中的3种传感器进行探究 与讨论： 霍尔传感器 光电传感器 电容式传感器
方案一：霍尔传感器
霍尔传感器
霍尔效应 半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两面 之间产生电动势的现象
霍尔传感器工作原理
1）霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化
2）霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响，输出脉冲信号。
特点
非接触式测量，正弦波输出， 中高速测量，感应距离1mm左 右
非接触式测量，矩形波输出， 全速速测量，感应距离1mm左 右
非接触式测量，矩形波输出， 感应距离3~5mm左右
光电传 SZGB-4 感器
弹性联接，接触式测量，方波 输出
WO-DNPW2
光电编 CHA-1 码器
非接触式测量，矩形波输出， 感应距离10~100mm左右