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     德國IFM易福門速度傳感器DI524A使用的注意事項(xiàng)和解決方案

單位時(shí)間內(nèi)位移的增量就是速度。速度包括線速度和角速度，與之相對應(yīng)的就有線IFM速度傳感器和角IFM速度傳感器，我們都統(tǒng)稱為IFM速度傳感器。

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、IFM速度傳感器、溫度傳感器等，是進(jìn)行測量、控制儀器及設(shè)備的零件、附件。

velocity

在機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度測量較多，而且直線運(yùn)動(dòng)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(jī)可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號，就是一種IFM速度傳感器。測速機(jī)要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持線性關(guān)系，并要求輸出電壓陡度大，時(shí)間及溫度穩(wěn)定性好。測速機(jī)一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測速機(jī)的勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)式和永磁式兩種，電樞結(jié)構(gòu)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(huì)慢慢取接觸式測速傳感器。而現(xiàn)在市場上精度較高、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(gè)端口：一個(gè)發(fā)射端口，發(fā)出LED光源；一個(gè)是高速拍照端口，實(shí)現(xiàn)CCD面積高速成像對比，通過在極短時(shí)間內(nèi)的兩個(gè)時(shí)間的圖像對比，分辨被測物體移動(dòng)的距離，結(jié)合傳感器內(nèi)部的算法，實(shí)時(shí)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(jì)算出它的速度。

ZLS-Px像差測速傳感器能同時(shí)測量兩個(gè)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(yùn)動(dòng)方向。將傳感器固定在穩(wěn)定的支架上，確保轉(zhuǎn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)動(dòng)過程不會(huì)產(chǎn)生過大的振動(dòng)，從而能測出轉(zhuǎn)動(dòng)被測體的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。

雷達(dá)測速

傳統(tǒng)的測速大多以旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)速度測量和直線運(yùn)動(dòng)速度測量，但現(xiàn)實(shí)工業(yè)自動(dòng)化中有不少非規(guī)律性的測速，比如運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)測速，交通車輛測速，高爾夫球速測量等情況下，雷達(dá)測速傳感器可以滿足這些要求。

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(huì)慢慢取接觸式測速傳感器。而現(xiàn)在市場上精度較高、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(gè)端口：一個(gè)發(fā)射端口，發(fā)出LED光源；一個(gè)是高速拍照端口，實(shí)現(xiàn)CCD面積高速成像對比，通過在極短時(shí)間內(nèi)的兩個(gè)時(shí)間的圖像對比，分辨被測物體移動(dòng)的距離，結(jié)合傳感器內(nèi)部的算法，實(shí)時(shí)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(jì)算出它的速度。

ZLS-Px像差測速傳感器能同時(shí)測量兩個(gè)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(yùn)動(dòng)方向。將傳感器固定在穩(wěn)定的支架上，確保轉(zhuǎn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)動(dòng)過程不會(huì)產(chǎn)生過大的振動(dòng)，從而能測出轉(zhuǎn)動(dòng)被測體的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。

雷達(dá)測速

傳統(tǒng)的測速大多以旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)速度測量和直線運(yùn)動(dòng)速度測量，但現(xiàn)實(shí)工業(yè)自動(dòng)化中有不少非規(guī)律性的測速，比如運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)測速，交通車輛測速，高爾夫球速測量等情況下，雷達(dá)測速傳感器可以滿足這些要求。

非接觸式旋轉(zhuǎn)式IFM速度傳感器與運(yùn)動(dòng)物體無直接接觸，非接觸式測量原理很多，以下僅介紹兩點(diǎn)，供參考。

[1].光電流速傳感器

葉輪的葉片邊緣貼有反射膜，流體流動(dòng)時(shí)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周光纖傳輸反光一次，產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號?？捎蓹z測到的脈沖數(shù)，計(jì)算出流速。

[2].光電風(fēng)速傳感器

風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)速計(jì)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪傳動(dòng)后帶動(dòng)凸輪成比例旋轉(zhuǎn)。光纖被凸輪輪盤遮斷形成一串光脈沖，經(jīng)光電管轉(zhuǎn)換成定信號，經(jīng)計(jì)算可檢測出風(fēng)速。

非接觸式旋轉(zhuǎn)IFM速度傳感器壽命長，無需增加補(bǔ)償電路。但脈沖當(dāng)量不是距離整數(shù)倍，因此速度運(yùn)算相對比較復(fù)雜。

旋轉(zhuǎn)式IFM速度傳感器的性能可歸納如下：

(1).傳感器的輸出信號為脈沖信號，其穩(wěn)定性比較好，不易受外部噪聲干擾，對測量電路無特殊要求。

(2).結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低，性能穩(wěn)定可靠。功能齊全的微機(jī)芯片，使運(yùn)算變換系數(shù)易于獲得，故IFM速度傳感器應(yīng)用極為普遍。

(1)光電式車速傳感器--由帶孔的轉(zhuǎn)盤兩個(gè)光導(dǎo)體纖維，一個(gè)發(fā)光二極管，一個(gè)作為光傳感器的光電三極管組成。一個(gè)以光電三極管為基礎(chǔ)的放大器為發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦或點(diǎn)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(guān)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(shí)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(gè)接線柱的磁芯及線圈組成。磁組輪上的逐個(gè)齒輪將產(chǎn)生一一對應(yīng)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(dòng)機(jī)控制電腦或點(diǎn)火模塊正是靠這個(gè)同步脈沖信號來確定觸發(fā)電火時(shí)間或燃油噴射時(shí)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(gè)特性，就是其阻抗值會(huì)隨著磁場的強(qiáng)弱而變化。通常磁電式傳感器內(nèi)裝有磁性鐵，使傳感器預(yù)先帶有一定的磁場，當(dāng)金屬的檢測齒輪靠近傳感元件時(shí)，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(gè)磁阻元件測量轉(zhuǎn)速時(shí)，溫漂影響非常厲害，這使磁阻元件的應(yīng)用受到很大的限制?？墒俏覀冃∫皽y器的傳感器卻不同，它采用了2個(gè)磁阻元件，不僅補(bǔ)償了溫度的影響，還大大地增強(qiáng)了傳感器的靈敏度。

(3)霍爾式車速傳感器--它們主要應(yīng)用在曲軸轉(zhuǎn)角和凸輪軸位置上，用于開關(guān)點(diǎn)火和燃油噴射電路觸發(fā)，它還應(yīng)用在其它需要控制轉(zhuǎn)動(dòng)部件的位置和速度控制電腦電路中。由一個(gè)幾乎*閉合的包含磁鐵和磁極部分的磁路組成，一個(gè)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(dá)霍爾效應(yīng)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(jié)果輸出ECU，主要是的作用是在汽車制動(dòng)的控制和驅(qū)動(dòng)控制這兩方面;

(5)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器---檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通常利用曲軸位置傳感器來檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速并輸出來實(shí)現(xiàn)的。用于燃油噴射量、點(diǎn)火提前角、動(dòng)力傳動(dòng)控制等;

(6)減速傳感器---其主要的是要檢測汽車在減速的時(shí)候的減速速度，也是將這個(gè)信號回傳到ECU，汽車制動(dòng)的控制和驅(qū)動(dòng)控制這兩方面。

(7)車速傳感器---通常是直接或者間接檢測汽車輪胎的轉(zhuǎn)速來來獲得的，主要是體現(xiàn)在我們可以在汽車行駛的時(shí)候可以知道自己的行駛的車速。

（8）旋轉(zhuǎn)式IFM速度傳感器的結(jié)構(gòu)和特征

旋轉(zhuǎn)式IFM速度傳感器按安裝形式分為接觸式和非接觸式兩類。

（9）接觸式旋轉(zhuǎn)IFM速度傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，因此傳感器使用中必須施加一定的正壓力或著滾輪表面采用摩擦力系數(shù)大的材料，盡可能減小滑差。

前景

咨詢公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場報(bào)告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預(yù)計(jì)2010年全球傳感器市場可達(dá)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。

一些傳感器市場比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場，分別占到整個(gè)傳感器市場的21%、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長率預(yù)計(jì)會(huì)超過25%。