摘要：转速信号是旋转运动系统中需要测量的重要信号之一，通过各种传感器来检测其大小。本文主要介绍电磁式、霍尔式和光电式转速传感器的工作原理及其各自的特点。

关键词：传感器；转速；电压

传感器是将自然界中的各种物理量转化为电量的装置，如温度、湿度、重量、转速、光照等等。其中可将旋转物体的转速转换成电量输出的传感器就是转速传感器。常见应用即风力发电机轴转动速度的测量、在数控机床上监控工件加工的速度确保工件的精密加工、钢管涂装转速的监控来保证喷漆的均匀、汽车ABS系统在制动过程中可自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果等。常见的测转速的传感器按工作原理分有电磁式、霍尔式和光电式。

一、电磁式转速传感器

（1）电磁式转速传感器的工作原理是利用法拉第电磁感应原理磁通量变化可以产生感应电动势，其产生的电压大小和被测对象转速有关，在电磁式转速传感器的测量范围内，被测物体的转速越快输出电压也就越大，输出电压和转速成正比。

（2）电磁式转速传感器特点：第一抗干扰能力强，可在一些特殊环境下工作如烟雾、油气和水汽等。第二输出信号强，测量范围广，可测量齿轮、曲轴、轮辐和表面有缝隙的转动体。

第三由于运行过程靠磁电感应测量无需供电，工作维护成本降低。

第四电磁式转速传感器结构紧凑、体积小、安装方便。

二、霍尔转速传感器

（1）霍尔转速传感器的工作原理是霍尔效应，即把霍尔元件放在磁感应强度为B的磁场中其方向垂直霍尔元件，电流I通过霍尔元件，就会在垂直与电流和磁场的方向上产生霍尔电动势EH，EH=KHIB所以转动的金属器件如金属齿轮、齿条等通过霍尔传感器的磁场时电势会发生变化，具体当运动部件穿过磁力线较为分散的区域时，磁场相对较弱霍尔电势就小。而穿过磁力线较为密集的区域，磁场就相对较强电势就大。通过测量电势就可以得到被测量的转速值，下图即为霍尔转速传感器工作结构图。

霍尔转速传感器工作结构图

（2）霍尔转速传感器特点：第一霍尔转速传感器的测量必须存在磁场，若测量非铁磁材质的设备时，需要在转动的物体上安装磁铁物质来改变传感器周围的磁场。第二霍尔传感器的集成电路具有体积较小、灵敏度高、输出幅度较大、温漂小、对电源的稳定性要求较低等优点。

三、直射式光电转速传感器

（1）直射式光电转速传感器组成即开孔圆盘、光源、光敏元件和缝隙板等组成。工作过程是开孔的圆盘的输入轴与被测转动轴连接，光源发出的光，通过开孔圆盘和缝隙板照到光敏元件上，光敏元件将光信号转换为电信号。被测物体旋转一周，光敏元件输出的电脉冲个数和圆盘的开孔数相同。所以，通过测量光敏元件输出的脉冲快慢，即可知被测转速即公式：

n=60f/z

n为转速，f为光敏元件接受到的频率，z为孔的个数。

（2）直射式光电转速传感器特点：第一采用光学原理，非接触测量不会对被测量轴带来额外的负载，所以误差小，精度高。第二结构紧凑简单，主要有发光器件、光敏器件和放大元件等构成。第三抗干扰性好。

四、结语

通过以上分析，我们了解了常见的电磁式、霍尔式和光电式传感器测转速的工作原理和三种传感器的特点。

参考文献：

[1]转速传感器[J].传感器世界，2012（05）.

[2]李金波，刘明黎.基于霍尔传感器的转速测量系统的设计[J].河南科技学院学报，2009（03）.

[3]黎廷云.磁电式转速传感器的分类及评述[J].仪表技术与传感器，1989（05）.

[4]努尔江·朱.汽车ABS车轮转速传感器的检查和调整[J].汽车运用，2007（10）.

[5]韩冰，刘振江，马洪涛，李俊霖.一种通用型光电传感器综合测试设备[A].第十五届全国光学测试学术交流会论文摘要集[C].2014.

作者簡介：李俊（1987），陕西西安人，助教。