Funktionsweise von Drehzahlsensoren zur Rückwärtserkennung nach dem Hall-Effekt-Prinzip

Der von Shenzhen Soway Technology Development Co., Ltd. entwickelte Drehzahlsensor mit Rückwärtserkennung ist ein Präzisionsgerät zur Messung der Drehzahl und Drehrichtung einer rotierenden Welle oder eines rotierenden Rades. Seine Funktionsweise basiert im Wesentlichen auf dem Hall-Effekt-Prinzip, das durch berührungslose magnetische Sensorik eine präzise Erfassung ermöglicht.

Funktionsprinzip

Das Herzstück des Sensors sind zwei Magnete, die auf der rotierenden Welle oder dem rotierenden Rad montiert sind. Diese Magnete sind so angeordnet, dass der Nordpol (N) des einen Magneten dem Hall-Effekt-Sensor zugewandt ist, während der Südpol (S) des anderen Magneten ihm zugewandt ist. Diese Anordnung ist entscheidend, damit der Sensor die Drehrichtung erkennen kann.

Während sich die Welle oder das Rad dreht, passieren die Magnete nacheinander den Sensorkopf. Nähert sich ein Magnet dem Sensor, verändert sich das Magnetfeld um den Sensor entsprechend. Das Hall-Element im Sensor erkennt diese Magnetfeldänderung und wandelt sie in ein elektrisches Signal um. Durch das Vorhandensein zweier Magnete mit entgegengesetzten Polen erzeugt der Sensor pro Umdrehung zwei unterschiedliche Signale, entsprechend der wechselnden magnetischen Polarität.

Richtungserkennung

Die Rückwärtserkennung erfolgt durch die Reihenfolge, in der Nord- und Südpole den Sensor passieren. Durch Analyse der Reihenfolge und des Zeitpunkts der vom Hall-Element erzeugten Signale kann die Sensorelektronik erkennen, ob sich die Welle vorwärts oder rückwärts dreht.

Passiert beispielsweise zuerst der Nordpol und anschließend der Südpol, registriert der Sensor eine Vorwärtsdrehung. Passiert hingegen zuerst der Südpol und anschließend der Nordpol, erkennt der Sensor eine Rückwärtsdrehung. Diese Richtungsbestimmung ist unerlässlich, wenn Motor oder Welle auf korrekte Drehrichtung überwacht werden müssen, um Schäden oder Fehler zu vermeiden.

Geschwindigkeitsmessung

Neben der Richtungserkennung berechnet der Sensor auch die Drehzahl. Dies geschieht durch Messung der Frequenz der elektrischen Impulse, die beim Vorbeilaufen der Magnete am Sensor entstehen. Je schneller sich die Welle dreht, desto höher ist die Impulsfrequenz. Der Sensor liefert somit hochpräzise Echtzeit-Geschwindigkeitsdaten.

Vorteile der Verwendung von auf dem Hall-Effekt basierenden Drehzahlsensoren zur Rückwärtserkennung

Berührungslose Messung: Der Sensor benötigt keinen physischen Kontakt mit dem rotierenden Teil, wodurch mechanischer Verschleiß vermieden und die Zuverlässigkeit erhöht wird.

Robustheit: Hall-Effekt-Sensoren funktionieren gut in rauen Industrieumgebungen, einschließlich Staub, Schmutz und Feuchtigkeit.

Präzise Richtungserkennung: Durch die Verwendung zweier Magnete mit entgegengesetzten Polen ist eine eindeutige Erkennung der Drehrichtung ohne Mehrdeutigkeiten möglich.

Kompakte und einfache Installation: Die Sensor- und Magnetanordnung lässt sich ohne komplexe mechanische Anpassungen einfach an vorhandenen Wellen oder Rädern montieren.