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     德國IFM易福門速度傳感器非接觸式的具體應用細節(jié)

單位時間內(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）的變化轉變?yōu)殡娏孔兓脑鶕?jù)轉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，旋轉運動速度測量較多，而且直線運動速度也經(jīng)常通過旋轉速度間接測量。例如：測速發(fā)電機可以將旋轉速度轉變成電信號，就是一種IFM速度傳感器。測速機要求輸出電壓與轉速間保持線性關系，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，其中帶槽式尤為常用。

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、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，確保轉動物體轉動過程不會產(chǎn)生過大的振動，從而能測出轉動被測體的轉角和轉速。

雷達測速

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

旋轉式IFM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

接觸式旋轉式IFM速度傳感器與運動物體直接接觸。當運動物體與旋轉式IFM速度傳感器接觸時，摩擦力帶動傳感器的滾輪轉動。裝在滾輪上的轉動脈沖傳感器，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IFM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。

非接觸式

非接觸式旋轉式IFM速度傳感器與運動物體無直接接觸，非接觸式測量原理很多，以下僅介紹兩點，供參考。

[1].光電流速傳感器

葉輪的葉片邊緣貼有反射膜，流體流動時帶動葉輪旋轉，葉輪每轉動一周光纖傳輸反光一次，產(chǎn)生一個電脈沖信號?？捎蓹z測到的脈沖數(shù)，計算出流速。

[2].光電風速傳感器

風帶動風速計旋轉，經(jīng)齒輪傳動后帶動凸輪成比例旋轉。光纖被凸輪輪盤遮斷形成一串光脈沖，經(jīng)光電管轉換成定信號，經(jīng)計算可檢測出風速。

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

旋轉式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).結構比較簡單，成本低，性能穩(wěn)定可靠。功能齊全的微機芯片，使運算變換系數(shù)易于獲得，故IFM速度傳感器應用極為普遍。

(1)光電式車速傳感器--由帶孔的轉盤兩個光導體纖維，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速成正比(車速)，信號的頻率大小表現(xiàn)于磁組輪的轉速大小。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。

磁電式轉速傳感器，主要是利用磁阻元件來做轉速測量的。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?？墒俏覀冃∫皽y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。

(3)霍爾式車速傳感器--它們主要應用在曲軸轉角和凸輪軸位置上，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動部件的位置和速度控制電腦電路中。由一個幾乎*閉合的包含磁鐵和磁極部分的磁路組成，一個軟磁鐵葉片轉子穿過磁鐵和磁極間的氣隙，在葉片轉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)車輪轉速傳感器—檢測車輪轉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動控制這兩方面;

(5)發(fā)動機轉速傳感器---檢測發(fā)動機的轉速，通常利用曲軸位置傳感器來檢測發(fā)動機的轉速并輸出來實現(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動控制這兩方面。

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

（8）旋轉式IFM速度傳感器的結構和特征

旋轉式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IFM速度傳感器結構簡單，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。

現(xiàn)代汽車上一般都裝有發(fā)動機控制、自動駕駛、ABS、TRC、自動鎖車門、主動式懸架、導向系統(tǒng)、電子儀表等裝置，這些裝置都需要汽車車速信號。因此，測量車運行IFM速度傳感器的輸出信號準確性和穩(wěn)定性將對這些控制單元產(chǎn)生極大的影響。

汽車IFM速度傳感器多采用霍爾式結構，霍爾IFM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)的磁鐵（一般為4或8對）、霍爾元件、旋轉機構及輸入/輸出插件等組成。其工作原理是當傳感器的旋轉機構在外驅動作用下旋轉時，會帶動磁鐵旋轉，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?；魻柦Y構的IFM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IFM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IFM速度傳感器將會在車輛速度檢測上有巨大應用前景。

帶式輸送機的IFM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)代技術等各個工業(yè)領域。