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基本信息
| 應用于 | 汽車檢測市場 |
| 結構 | 多采用霍爾式結構 |
| 分為 | 線速度傳感器和角速度傳感器 |
簡介
傳感器（sensor）是一種將非電量（如速度、壓力）的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓脑?，根?jù)轉(zhuǎn)換的非電量不同可分為壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等，是進行測量、控制儀器及設備的零件、附件。
velocity
在機器人自動化技術中，旋轉(zhuǎn)運動速度測量較多，而且直線運動速度也經(jīng)常通過旋轉(zhuǎn)速度間接測量。例如：測速發(fā)電機可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號，就是一種速度傳感器。測速機要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持線性關系，并要求輸出電壓陡度大，時間及溫度穩(wěn)定性好。測速機一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測速機的勵磁方式可分為他勵式和永磁式兩種，電樞結構有帶槽的、空心的、盤式印刷電路等形式，其中帶槽式最為常用。
激光測速
隨著現(xiàn)今精密制造業(yè)的崛起和節(jié)省成本的需求，非接觸測速傳感器會慢慢取接觸式測速傳感器。而現(xiàn)在市場上精度較高、最常用的非接觸激光測速傳感器就是ZLS-Px像差測速傳感器。像差測速傳感器有兩個端口：一個發(fā)射端口，發(fā)出LED光源；一個是高速拍照端口，實現(xiàn)CCD面積高速成像對比，通過在極短時間內(nèi)的兩個時間的圖像對比，分辨被測物體移動的距離，結合傳感器內(nèi)部的算法，
實時輸出被測物體的速度。如圖所示，①LED光發(fā)射口，②攝像接收口，③、④接線端，⑤固定螺孔。①LED光發(fā)射口對著被測物發(fā)射出激光，經(jīng)反射到②攝像接收口，接收到信號后傳給信號處理器，通過算法計算出它的速度。
ZLS-Px像差測速傳感器能同時測量兩個方向的速度、長度，不但能覺察被測體是否停止，而且能覺察被測體的運動方向。將傳感器固定在穩(wěn)定的支架上，確保轉(zhuǎn)動物體轉(zhuǎn)動過程不會產(chǎn)生過大的振動，從而能測出轉(zhuǎn)動被測體的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。
速度傳感器
工作原理
盤隨膠帶運行而旋轉(zhuǎn)時，傳感器的磁感應信號輸入到控制電路中去，經(jīng)放大、整形后進行計數(shù)。其計數(shù)值與預置數(shù)比較，判斷膠帶機的帶速，即：正常速度、打滑或超速等。同時，執(zhí)行電路輸出相應的開關信號。當觸輪隨膠帶機運行而旋轉(zhuǎn)時帶動機內(nèi)的脈沖盤，在脈沖盤旋轉(zhuǎn)時引起的磁感應信號的變化輸入到速度傳感器的控制電路中，經(jīng)電路放大、比較、整形后進行計數(shù)。其計數(shù)值與預置數(shù)比較，判斷膠帶的帶速，同時執(zhí)行電路輸出相應的開關信號。既：在達到低于打滑速度時執(zhí)行電路輸出相應的開關信號，使主機停機。
特征
旋轉(zhuǎn)式速度傳感器按安裝形式分為接觸式和非接觸式兩類。
接觸式
接觸式旋轉(zhuǎn)式速度傳感器與運動物體直接接觸。當運動物體與旋轉(zhuǎn)式速度傳感器接觸時，摩擦力帶動傳感器的滾輪轉(zhuǎn)動。裝在滾輪上的轉(zhuǎn)動脈沖傳感器，發(fā)送出一連串的脈沖。每個脈沖代表著一定的距離值，從而就能測出線速度。
接觸式旋轉(zhuǎn)速度傳感器結構簡單，使用方便。但是接觸滾輪的直徑是與運動物體始終接觸著，滾輪的外周將磨損，從而影響滾輪的周長。而脈沖數(shù)對每個傳感器又是固定的。影響傳感器的測量精度。要提高測量精度必須在二次儀表中增加補償電路。另外接觸式難免產(chǎn)生滑差，滑差的存在也將影響測量的正確性。
速度傳感器
種類
(1)光電式車速傳感器--由帶孔的轉(zhuǎn)盤兩個光導體纖維，一個發(fā)光二極管，一個作為光傳感器的光電三極管組成。一個以光電三極管為基礎的放大器為發(fā)動機控制電腦或點火模塊提供足夠功率的信號，光電三極管和放大器產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(開關脈沖)。發(fā)光二極管透過轉(zhuǎn)盤上的孔照到光電二極管上實現(xiàn)光的傳遞與接收。
(2)磁電式車速傳感器--模擬交流信號發(fā)生器，產(chǎn)生交變電流信號，通常由帶兩個接線柱的磁芯及線圈組成。磁組輪上的逐個齒輪將產(chǎn)生一一對應的系列脈沖，其形狀是一樣的。輸出信號的振幅與磁組輪的轉(zhuǎn)速成正比(車速)，信號的頻率大小表現(xiàn)于磁組輪的轉(zhuǎn)速大小。發(fā)動機控制電腦或點火模塊正是靠這個同步脈沖信號來確定觸發(fā)電火時間或燃油噴射時刻的。
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，主要是利用磁阻元件來做轉(zhuǎn)速測量的。磁阻元件有一個特性，就是其阻抗值會隨著磁場的強弱而變化。通常磁電式傳感器內(nèi)裝有磁性鐵，使傳感器預先帶有一定的磁場，當金屬的檢測齒輪靠近傳感元件時，齒輪的齒頂與齒谷所產(chǎn)生的磁場變化使得傳感元件的磁阻抗也跟著變化。但是磁阻元件的阻抗值隨溫度變化很大，用一個磁阻元件測量轉(zhuǎn)速時，溫漂影響非常厲害，這使磁阻元件的應用受到很大的限制。可是我們小野測器的傳感器卻不同，它采用了2個磁阻元件，不僅補償了溫度的影響，還大大地增強了傳感器的靈敏度。
上圖所示是磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的原理圖，由兩個磁阻元件和兩個電阻構成的電橋回路，其差動輸出信號即檢測信號被取出后直接送到DC放大器進行放大。這里簡單地把框圖再說明一下。為了調(diào)整兩個磁阻元件的阻抗差異，電橋回路里還加入了可調(diào)電位器作為阻抗的平衡調(diào)整。平衡電橋的輸出接DC放大器。若檢測用齒輪采用漸開線齒輪時，輸出波形幾乎和正弦波差不離。信號經(jīng)過放大后，被送到整形回路進行整形，使其變成上沿和下沿跳變得更快的矩形波。輸出回路采用集電極輸出，輸出阻抗約為330Ω左右。指示器LED會隨著輸出波形的Hi、Lo變換而點滅。整個電路由5V電壓驅(qū)動，電路內(nèi)有5V電壓輸出的執(zhí)行器。電源的輸入電壓與其他傳感器相同，為DC12V±2V。磁阻元件被封裝在傳感器的頂端，考慮到安裝時有方向性，所以在傳感器上標有位置對準的記號。
(3)霍爾式車速傳感器--它們主要應用在曲軸轉(zhuǎn)角和凸輪軸位置上，用于開關點火和燃油噴射電路觸發(fā)，它還應用在其它需要控制轉(zhuǎn)動部件的位置和速度控制電腦電路中。由一個幾乎完全閉合的包含永久磁鐵和磁極部分的磁路組成，一個軟磁鐵葉片轉(zhuǎn)子穿過磁鐵和磁極間的氣隙，在葉片轉(zhuǎn)子上的窗口允許磁場不受影響的穿過并到達霍爾效應傳感器，而沒有窗口的部分則中斷磁場。
(4)車輪轉(zhuǎn)速傳感器—檢測車輪轉(zhuǎn)速并將檢測結果輸出ECU，主要是的作用是在汽車制動的控制和驅(qū)動控制這兩方面；
(5)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器---檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，通常利用曲軸位置傳感器來檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速并輸出來實現(xiàn)的。用于燃油噴射量、點火提前角、動力傳動控制等；
(6)減速傳感器---其主要的是要檢測汽車在減速的時候的減速速度，也是將這個信號回傳到ECU，汽車制動的控制和驅(qū)動控制這兩方面。
（8）旋轉(zhuǎn)式速度傳感器的結構和特征
旋轉(zhuǎn)式速度傳感器按安裝形式分為接觸式和非接觸式兩類。
前景
咨詢公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預計2010年全球傳感器市場可達600億美元以上。調(diào)查顯示，東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區(qū)，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場分布最大的地區(qū)。就世界范圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場，占第二位的是過程控制市場，看好通訊市場前景。
應用
速度傳感器將應用于汽車檢測市場
速度傳感器
汽車速度傳感器多采用霍爾式結構，霍爾速度傳感器是一種基于霍爾效應的磁電傳感器，具有對磁場敏感度高、輸出信號穩(wěn)定、頻率響應高、抗電磁干擾能力強、結構簡單、使用方便等特點。它主要是由特定磁極對數(shù)的永久磁鐵（一般為4或8對）、霍爾元件、旋轉(zhuǎn)機構及輸入/輸出插件等組成。其工作原理是當傳感器的旋轉(zhuǎn)機構在外驅(qū)動作用下旋轉(zhuǎn)時，會帶動永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，穿過霍爾元件的磁場將產(chǎn)生周期性變化，引起霍爾元件輸出電壓變化，通過后續(xù)電路處理形成穩(wěn)定的脈沖電壓信號，作為車速傳感器的輸出信號。霍爾結構的速度傳感器主要電氣技術參數(shù)包括：輸出信號高電壓、低電壓、占空比、周期、上升時間、下降時間、周期脈沖數(shù)等，為了保證產(chǎn)品的性能可靠性，必須在出廠前對這些參數(shù)進行定量測試。
集成化與智能化、高效自動測量、軟件計算、圖形或數(shù)表顯示測試結果的測試系統(tǒng)越來越受到汽車速度傳感器生產(chǎn)企業(yè)的青睞。常用的霍爾式車速傳感器的性能測量而開發(fā)的一種綜合檢測裝置?；诔杀究紤]，利用微處理器的高速計數(shù)器端口作為車速傳感器的數(shù)據(jù)采集，利用軟件控制實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的計算和圖形化顯示處理。完成的檢測裝置具有測試精度高、數(shù)據(jù)通信可靠、圖表化的良好用戶界面、抗干擾能力強、檢測過程簡單直觀、系統(tǒng)開發(fā)成本低等優(yōu)點，具有較好的推廣市場，因此速度傳感器將會在車輛速度檢測上有巨大應用前景。
其他
帶式輸送機的速度傳感器采用霍爾傳感器，其主要是利用霍爾效應實現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，霍爾效應自1879年被發(fā)現(xiàn)至今已有100多年的發(fā)展歷史，但其應用是在本世紀50年代，由于微電子學的快速發(fā)展，才被人們所重視和推廣使用，并且不斷地開發(fā)了多種霍爾元件。我國從20世紀70年代開始加大研究霍爾元件，經(jīng)過近幾十年的研究和開發(fā)，己經(jīng)能生產(chǎn)各種性能的霍爾元件，例如：普通型、高靈敏度型、低溫度系數(shù)型、測溫測磁型和開關式的霍爾元件。由于霍爾傳感器的特點是靈敏度高、線性度好、穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等，所以已經(jīng)廣泛應用于非電量測量自動控制、計算機裝置和現(xiàn)代軍事技術等各個工業(yè)領域。
參考資料
[1]
HQSK-600/10速度傳感器/打滑開關工作原理 · 電子市場網(wǎng)[引用日期2016-05-19]
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這家伙太懶了，什么都沒寫！
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