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     德國P+F倍加福速度傳感器齒輪的齒頂與齒谷所產(chǎn)生的磁場變化

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(yīng)的就有線P+F速度傳感器和角P+F速度傳感器，我們都統(tǒng)稱為P+F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、P+F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。

在機(jī)器人自動化技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動速度測量較多，而且直線運(yùn)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(jī)可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號，就是一種P+F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)的勵磁方式可分為他勵式和永磁式兩種，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(shí)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(jié)合傳感器內(nèi)部的算法，實(shí)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(yùn)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。

雷達(dá)測速

傳統(tǒng)的測速大多以旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動速度測量和直線運(yùn)動速度測量，但現(xiàn)實(shí)工業(yè)自動化中有不少非規(guī)律性的測速，比如運(yùn)動員運(yùn)動測速，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。

旋轉(zhuǎn)式P+F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P+F速度傳感器與運(yùn)動物體直接接觸。當(dāng)運(yùn)動物體與旋轉(zhuǎn)式P+F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)P+F速度傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。但是接觸滾輪的直徑是與運(yùn)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(bǔ)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(zhuǎn)式P+F速度傳感器與運(yùn)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(diǎn)，供參考。

[1].光電流速傳感器

葉輪的葉片邊緣貼有反射膜，流體流動時帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪每轉(zhuǎn)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(fēng)速傳感器

風(fēng)帶動風(fēng)速計旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪傳動后帶動凸輪成比例旋轉(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)計算可檢測出風(fēng)速。

非接觸式旋轉(zhuǎn)P+F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P+F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P+F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)盤兩個光導(dǎo)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(chǔ)的放大器為發(fā)動機(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(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)動機(jī)控制電腦或點(diǎn)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(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，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(yīng)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(bǔ)償了溫度的影響，還大大地增強(qiáng)了傳感器的靈敏度。