基于光电传感器的转速检测装置

　　一、引言

　　电控柴油机中，转速不仅仅是发动机的一个简单的工作参数，而且是计算电子控制系统其它参数的依据和控制喷射正时的基准。转速信号是通过转速传感器测量而得的，如果传感器不能稳定地工作，电控系统也就无法正确地控制发动机正常工作。所以，传感器的性能直接关系到电控系统的性能。

　　转速传感器的类型很多，因光电传感器具有线性度好、分辨率高、噪音小和精度高等优点，所以我们选择光电转速传感器来进行转速的检测。

　　二、光电转速传感器原理[1]

　　光电转速传感器是根据光敏二极管工作原理制造的一种感应接收光强度变化的电子器件，当它发出的光被目标反射或阻断时，则接收器感应出相应的电信号。它包含调制光源，　　由光敏元件等组成的光学系统、放大器、开关或模拟量输出装置，其工作原理如图1所示。

　　光电式传感器由独立且相对放置的光发射器和收光器组成。当目标通过光发射器和收光器之间并阻断光线时，传感器输出信号。它是效率最高、最可靠的检测装置。槽形(U形)光电开关是对射式的变形，其优点是无须调整光轴。

　　三、光电转速传感器检测装置

　　1、转速信号盘信号盘可用一般钢板制成，结构如图2所示，这个信号盘就是发动机实验时所用的信号盘，盘上共有6个齿，其中有1个40°的宽齿(作为喷油正时基准信号)，5个2 0　　°的窄齿;围绕盘中心有4个均匀(相隔9 0°)的孔，两个大孔直径为21 m m，另两个小孔直径为10.6 m m，盘中心还有一个直径52mm的中心孔。我们把宽齿齿边与盘中心连线对应的大孔作为特殊孔，它和其它几个孔主要用于在发动机上定位。在这儿用双速电机代替发动机，将信号盘与电机安装在一起，使其随电机转动;传感器固定在支架上，垂直于转速盘，当转速盘旋转时，光电传感器就输出矩形脉冲信号，每6个脉冲对应发动机1个工作循环，每个信号代表1个缸，其中的2个宽脉冲信号配合上止点信号可精确确定上止点的位置。

　　2、检测装置安装此检测装置完全按照发动机上传感器的实际安装位置进行安装。

　　如图3，将信号盘固定在电动机转轴上，光电转速传感器正对着信号盘。光电转速传感器接有4根导线，其中黑线、黄线为电源输入线，红线为信号输出线，白线为共地线。测量头由光电转速传感器组成，而且测量头两端的距离与信号盘的距离相等。测量用器件封装后，固定装在贴近信号盘的位置，当信号盘转动时，光电元件即可输出正负交替的周期性脉冲信号。信号盘旋转一周产生的脉冲数，等于其上的齿数。因此，脉冲信号的频率大小就反映了信号盘转速的高低。该装置的优点是输出信号的幅值与转速无关，而且可测转速范围大，一般为1r/s～104r/s以上，精确度高。如果将此装置外接放大、A/D转换和数字显示单元，则可成为数字式转速表。