近年来,许多产品以及产品的生产设备对转动参数有高精度的要求。例如在航空发动机、汽车安全驾驶、自动控制等方面,对齿轮的高精度转速测量都有着巨大的市场与技术需求,而转速传感器作为测控系统中不可或缺的一部分发挥着对系统转动状态实时监控的作用,通过这些转速传感器的监测信息,可以准确地掌握系统动力传递及牵引力控制等方面的工作状态,对运行过程进行有效及时的控制。目前,广泛应用的齿轮转速测量传感器主要包括:光电式转速传感器、霍尔式转速传感器、磁电式转速传感器,但由于各自测速原理的限制,现有齿轮测速传感器不管是在应用环境还是传感器性能方面都存在各自的优缺点。因此,基于转速测量高精度测量的需求,本文以磁-机-电多场耦合效应为基本原理,磁致伸缩/压电层合材料为敏感元件,提出了适用于齿轮低转速测量的传感器方案。利用磁致伸缩/压电层合材料的磁-机-电多场耦合效应,本文提出了非接触贴片式和接触式两种传感器,其工作原理都是在外部激励磁场的作用下,通过收集齿轮旋转过程中空间变化磁场的信息来得到齿轮的转速信息。利用磁电层合材料制作的转速传感器结构简单,成本低下,并且相比于其他同类型传感器而言具有高灵敏度、高分辨率、测量距离较远等明显优势。本文的主要工作内容如下:(1)搭建了一套齿轮转速传感器实验平台,包括基于Arduino电机控制的转动测试平台和基于LabVIEW的数据采集处理软件系统。(2)提出了一种基于磁-机-电多场耦合效应的接触式齿轮转速测量方案,制备了基于FeSiB/PZT-8磁电层合材料的齿轮转速传感器,基于COMSOL软件对传感器空间变化磁场特性进行了仿真分析,验证了传感器工作原理,并研究了传感器磁化部分参数对空间磁通的影响。最后实验测试了传感器在最佳磁化参数的情况下的最大测速距离,证明了接触式转速传感器在测速范围内具有良好的线性度。(3)提出了一种基于磁-机-电多场耦合效应下的非接触式齿轮转速测量方案,制备了基于FeCoSiB/PZT-8磁电层合材料的齿轮转速传感器,本文基于COMSOL软件电磁模块,仿真分析了传感器参数与齿轮参数对输出特性的影响,并进行了传感器参数性能实验。实验证明当传感器磁化部分与齿轮端面距离为10mm时,传感器探头最大测速距离为14mm。最后基于传感器对齿轮的转速响应函数特性提出了两种齿轮转速计算方法,并进行了传感器测速性能实验,证明了非接触式转速传感器具有较高的线性度、灵敏度与良好的迟滞性能。