كيفية عمل مستشعرات سرعة الدوران العكسي باستخدام مبدأ تأثير هول

مستشعر سرعة الدوران العكسي، الذي طورته شركة شنتشن سواي لتطوير التكنولوجيا المحدودة، هو جهاز دقيق مصمم لقياس سرعة واتجاه دوران عمود أو عجلة دوارة. يعتمد تشغيله بشكل أساسي على مبدأ تأثير هول، الذي يُمكّن من الكشف الدقيق من خلال الاستشعار المغناطيسي غير التلامسي.

مبدأ العمل

يعتمد عمل المستشعر على مغناطيسين مثبتين على عمود الدوران أو العجلة. يُركّب هذان المغناطيسين بترتيب محدد بحيث يكون القطب الشمالي لأحدهما (N) مواجهًا لمستشعر تأثير هول، بينما يكون القطب الجنوبي للآخر (S) مواجهًا له. يُعدّ هذا الترتيب بالغ الأهمية ليتمكن المستشعر من تمييز اتجاه الدوران.

عند دوران العمود أو العجلة، تمر المغناطيسات بالتتابع عبر رأس المستشعر. عند اقتراب مغناطيس من المستشعر، يتغير المجال المغناطيسي المحيط به تبعًا لذلك. يرصد عنصر هول داخل المستشعر هذا التغير في المجال المغناطيسي ويحوله إلى إشارة كهربائية. يؤدي وجود مغناطيسين بقطبين متعاكسين إلى توليد المستشعر إشارتين مختلفتين لكل دورة، تتوافقان مع تناوب القطبية المغناطيسية.

كشف الاتجاه

ما يُمكّن من كشف الاتجاه المعاكس هو تسلسل مرور القطبين الشمالي والجنوبي عبر المستشعر. بتحليل ترتيب وتوقيت الإشارات الصادرة عن عنصر هول، تستطيع الدائرة الإلكترونية للمستشعر تحديد ما إذا كان العمود يدور للأمام أم للخلف.

على سبيل المثال، إذا مرّ القطب الشمالي أولاً، متبوعًا بالقطب الجنوبي، يُسجّل المستشعر دورانًا للأمام. وعلى العكس، إذا مرّ القطب الجنوبي أولاً، متبوعًا بالقطب الشمالي، يُسجّل المستشعر دورانًا عكسيًا. يُعدّ تحديد الاتجاه هذا ضروريًا في التطبيقات التي تتطلب مراقبة المحرك أو العمود لضمان اتجاه دوران صحيح لتجنب التلف أو الأخطاء.

قياس السرعة

إلى جانب كشف الاتجاه، يحسب المستشعر أيضًا سرعة الدوران. يتم ذلك بقياس تردد النبضات الكهربائية المتولدة عند مرور المغناطيسات عبر المستشعر. كلما زادت سرعة دوران العمود، زاد تردد النبضات. وبالتالي، يوفر المستشعر بيانات السرعة في الوقت الفعلي بدقة عالية.

مزايا استخدام أجهزة استشعار سرعة الدوران القائمة على تأثير هول للكشف العكسي

القياس بدون تلامس: لا يحتاج المستشعر إلى اتصال فعلي بالجزء الدوار، مما يزيل التآكل الميكانيكي ويزيد من الموثوقية.

المتانة: تعمل مستشعرات تأثير هول بشكل جيد في البيئات الصناعية القاسية بما في ذلك الغبار والأوساخ والرطوبة.

التعرف الدقيق على الاتجاه: يسمح استخدام مغناطيسين بأقطاب متعاكسة بالتعرف بوضوح على اتجاه الدوران دون غموض.

تركيب سهل ومدمج: من السهل تركيب جهاز الاستشعار والمغناطيس على الأعمدة أو العجلات الموجودة دون الحاجة إلى تعديلات ميكانيكية معقدة.