一種磁電式轉速傳感器信號模擬裝置設計

高廣華，李拓彬

（中國航發湖南動力機械研究所，湖南株洲，412002）

本文設計了一種發動機用磁電式轉速傳感器信號模擬裝置，可以精確地生成指定頻率和幅值的交流正弦信號，并提供與真實傳感器一致的電氣接口特性。該裝置為發動機電子控制器調試、測試提供準確的信號源，并應用于發動機控制系統半物理仿真和全電仿真試驗中，為發動機控制系統提供與真實傳感器一致的轉速信號。

1 磁電式轉速傳感器工作原理

磁電式轉速傳感器由永久磁鐵、鐵磁芯、感應線圈、音輪組成,其中音輪安裝在被測轉軸上隨它一起轉動，其結構如圖1所示。

圖1 磁電式傳感器工作原理圖

磁電式轉速傳感器工作原理為：當轉軸帶動音輪旋轉時，音輪的齒峰和齒谷將引起音輪到永久磁鐵間隙δ的變化，從而使永久磁鐵組成的磁路中磁通量發生變化。當齒峰靠近永久磁鐵時，磁阻減小，磁通量增大；當齒谷靠近永久磁鐵時，磁阻增大，磁通量減小，隨著音輪的連續旋轉，線圈中的磁通量呈周期性變化，從而感應出交變電動勢。

2 磁電式轉速傳感器信號特征

■2.1 傳感器信號波形

磁電式轉速傳感器的輸出信號波形與音輪的齒型、磁間隙δ以及鐵磁材料的磁導率μ有關。發動機一般選用漸開線齒形音輪。以常用的某型磁電式傳感器為例，傳感器線圈兩端輸出周期性、上下對稱的類正弦脈沖電壓信號，如圖2所示。

圖2 漸開線信號脈沖波形

■2.2 傳感器信號幅值

傳感器與音輪之間的磁間隙大小及變化快慢直接影響鐵磁材料的磁導率，進而影響線圈的輸出電動勢。……