题目
设计一种可用于在有油污、灰尘或雨水等的环境下能测量车轮轴[1]转速的传感器系统[2]方案。请说明选用何种工作原理的传感元件，给出系统组成简略示意图，说明测量方法及改善测量精度的措施。
设计一种可用于在有油污、灰尘或雨水等的环境下能测量车轮轴[1]转速的传感器系统[2]方案。请说明选用何种工作原理的传感元件，给出系统组成简略示意图，说明测量方法及改善测量精度的措施。
题目解答
答案
参考答案：选用电涡流[3]或霍尔传感器。
如图所示，在待测转轴上安装一调制盘，齿数为 Z。采用电涡流传感器(若采用霍尔传感器，则需要在霍尔元件前面或后面安装一片磁钢)，将电涡流传感器输出信号经过放大、整形后送频率计，测出频率 f，转速为：60f/Z(转/分)。
解析
步骤 1：选择传感元件
在有油污、灰尘或雨水等恶劣环境下，电涡流传感器或霍尔传感器是合适的选择。电涡流传感器利用涡流效应，霍尔传感器利用霍尔效应，两者都不需要直接接触被测物体，因此适合在恶劣环境下使用。
步骤 2：系统组成简略示意图
在待测转轴上安装一个调制盘，调制盘上有一定数量的齿。电涡流传感器或霍尔传感器安装在调制盘附近，用于检测调制盘的旋转情况。传感器输出的信号经过放大、整形后，送入频率计，测量出频率 f。
步骤 3：测量方法及改善测量精度的措施
测量方法：通过测量调制盘的旋转频率 f，可以计算出转轴的转速。转速计算公式为：转速 = 60f/Z，其中 Z 为调制盘的齿数。
改善测量精度的措施：为了提高测量精度，可以采用高精度的传感器和频率计，同时在调制盘上增加齿数，以提高测量分辨率。此外，还可以采用信号处理技术，如滤波、平均等方法，以减少噪声对测量结果的影响。
在有油污、灰尘或雨水等恶劣环境下，电涡流传感器或霍尔传感器是合适的选择。电涡流传感器利用涡流效应，霍尔传感器利用霍尔效应，两者都不需要直接接触被测物体，因此适合在恶劣环境下使用。
步骤 2：系统组成简略示意图
在待测转轴上安装一个调制盘，调制盘上有一定数量的齿。电涡流传感器或霍尔传感器安装在调制盘附近，用于检测调制盘的旋转情况。传感器输出的信号经过放大、整形后，送入频率计，测量出频率 f。
步骤 3：测量方法及改善测量精度的措施
测量方法：通过测量调制盘的旋转频率 f，可以计算出转轴的转速。转速计算公式为：转速 = 60f/Z，其中 Z 为调制盘的齿数。
改善测量精度的措施：为了提高测量精度，可以采用高精度的传感器和频率计，同时在调制盘上增加齿数，以提高测量分辨率。此外，还可以采用信号处理技术，如滤波、平均等方法，以减少噪声对测量结果的影响。