旋轉速率傳感器KMI10

KMI10系列旋轉速率傳感器又稱(chēng)齒輪傳感器。它是Philips公司研制開(kāi)發(fā)的以Ni-Fe合金薄膜磁阻元件為核心的敏感元件，這種新穎的旋轉速度傳感器基于薄膜磁阻元件的磁阻效應原理而制成的。采用二線(xiàn)制模式，能實(shí)現信號的遠距離傳輸；KMI10薄膜磁阻元件具有優(yōu)良的溫度和頻率特性，能實(shí)現“靜止”狀態(tài)的旋轉速度的檢測?？捎糜趯⑿D速度、位置和方向等物理量轉換成電信號，因而可廣泛應用于工業(yè)、汽車(chē)電子了、國防、儀器儀表等行業(yè)。

1 結構原理
　　旋轉速度傳感器KMI10系列由NI-Fe合金薄膜磁阻元件、偏置磁鋼、信號處理集成電路部分構成。圖1所示是KMI10的組成原理圖；KMI10系列旋轉速度傳感器的工作原理圖如圖2所示，KMI10的目標檢測為鐵質(zhì)齒輪或考標記；當磁阻元件與齒輪對齊時(shí)，齒輪每轉過(guò)一齒，磁阻元件表面磁場(chǎng)發(fā)生變化而輸出一個(gè)準正弦波的電信號、經(jīng)信號處理集成電路放大、濾波和比較后輸出電流方波信號，圖3為信號處理電路框圖及輸出電流信號的波形圖。

　　KMI10系列旋轉速度傳感器的偏置磁鋼比較特殊（見(jiàn)圖1），它要求偏置磁鋼能產(chǎn)生三個(gè)方向的磁場(chǎng)；一個(gè)是抗干擾鋪偏磁場(chǎng)Hx，另一個(gè)是磁阻元件偏置磁場(chǎng)Hz，同時(shí)，要求Hy為0，以保證了KMI10旋轉速度傳感器對鐵質(zhì)齒輪進(jìn)行可靠地檢測。

　　從圖2可知，由于齒輪旋轉改變了薄膜磁阻元件表現的磁場(chǎng)Hy，從而輸出電信號；每轉過(guò)一齒輸出一個(gè)準正弦波信號，并在旋轉齒輪不同位置輸出不同的電信號值；由于該傳感器中的薄膜磁阻元件不同的電信號值；由于該傳感器中的薄膜磁阻元件具有優(yōu)良的溫度特性和工作頻率特性、故可實(shí)現對旋轉齒輪“靜止”狀態(tài)下的檢測。、

　　KMI10 系列旋轉速度傳感器為二線(xiàn)制電流信號模式，其輸出端電流信號由兩部分組成；其一是保證信號處理IC正?？煽抗ぷ鞯幕倦娏鳎?mA）；其二是磁阻元件輸出信號。輸出信號經(jīng)信號處理IC處理后輸出開(kāi)關(guān)電流信號，其頻率與旋轉齒輪齒數成正比，該開(kāi)關(guān)電流信號也7mA，并迭加到基本電流上。因此二線(xiàn)制輸出端子電流在7mA～14mA之間。參見(jiàn)圖3。

　　從KMI10旋轉速率傳感器的結構圖(圖1)可知，薄膜磁阻元件和信號處理集成電路IC采用相互獨立的封裝，這是為了保證薄膜磁阻元件在高溫工作時(shí)，信號處IC能夠正常工作，因為信號處理集成電路IC的工作溫度相對較低；同樣，信號處理電路的熱耗散不會(huì )影響薄膜磁阻元件，從而進(jìn)一步提高KMI10系列旋轉速度傳感器的工作溫度性能。

2 特點(diǎn)及參數

KMI10旋轉速度傳感器具有如下特點(diǎn)：

●采用二線(xiàn)制數字電流信號傳輸方式；

●能對“靜止”旋轉狀態(tài)進(jìn)行測量；

●工作溫度范圍寬達-40℃～+150℃，短時(shí)操作時(shí)，其工作溫度可高達190℃；

●體積小、結構簡(jiǎn)單、抗震性能優(yōu)良；

●抗電磁干擾能力強。

表1為KMI10系列傳感器的技術(shù)參數。

表1 KMI10系列傳感器的技術(shù)參數

3 應用

　　KMI10系列旋轉速率傳感器具有優(yōu)良的工作溫度性能和頻率特性，可用于旋轉齒輪的旋轉速率、位置和方向等物理量的檢測，因而可廣泛應用于工業(yè)、國防、汽車(chē)電子、儀器儀表等行業(yè)。