具有运动式机械组件的体系一般有必要对正在旋转的东西进行测定。
在轿车中,要运用车速表、牵引操控器、防抱死制动器和巡航操控器均需测知车轮的速度。应该对引擎的每分钟转数(RPM)进行监督,以操控变速器,使车速保持在最高安全速度以下。电动车窗一般由一种具有闭环旋转检测功用的小型电机进行操控。而且咱们不要忘掉,当您最喜欢的歌曲开端播映之际,无线电体系需求对音量旋钮进行检测(在您滚动该旋钮时)。
除轿车外,旋转检测技能还合适许多其它运用,被用于电机轴、电扇、齿轮、涡轮和计算机鼠标滚轮。本图展现了一个用该技能来测定流体流速的比如:
这种类型的传感器名为旋转编码器,分两大类:肯定编码器(它们能以度为单位来剖析切当方位)和增量编码器(它们可勘探相对改变)。肯定编码器的一个简略比如是电位计。
在增量编码器的规模内,两个首要类型是“惟速度型”和“速度与方向型”。第一种类型:当发生任何旋转时,传感器只能发生脉冲,不能区别顺时针旋转与逆时针旋转。第二种类型:可增加方向信息,而且经过另加一个传感器来完结方向信息的增加使命;然后体系中的操控器可判别两个传感器之间的改变次序,以了解在向哪个方向滚动。
适用于增量编码器的盛行检测办法
合适增量编码器的3种最常见技能法是机械技能法、光学技能法和磁性技能法。
机械技能法:这类办法是触摸式的,其间旋转片上的金属刷可有挑选地与定子上的金属区进行触摸。在印刷电路板(PCB)上,电压可被施加到一个端子上,当发生旋转时可在切换端子上测定电压的存在。这是最原始的办法,有几个下风:
触摸面上的冲突会让触摸面跟着时刻的推移逐渐磨损。
存在污染物(如尘垢和腐蚀生成物)时触摸面将不能很好地作业。
带宽(每秒勘探值)在很大程度上受刷子的去除颤动时刻(可所以毫秒级的)约束。
机械设计和拼装进程或许有些杂乱。
光学技能法:这类办法一般需求一个切出了小孔(掩模)的磁盘,一侧有一个发光二极管(LED),另一侧有两个光电勘探器。任何其它类型的编码器能到达的最高分辨率光学编码器均可到达,且每转具有数千次脉冲,但随之而来的是严厉的制作和对准公役。运用规模从计算机鼠标滚轮一直到高端半导体光刻设备。常见缺陷是它在恶劣的工业环境中缺少稳健性,由于任何物理污染物均会阻挠光线,感应或许成为一个问题。别的,在高温下LED的寿数将缩短。
磁性技能法:一个3引脚的霍尔效应集成电路(IC)和旋转片上的一块小磁铁相匹配是一种出奇简略却稳健的办法,可测定速度。DRV5033-Q1在此很适用。该传感器可被彻底关闭,与环境阻隔,而且磁铁的磁场可穿越一段距离,不受两者间大多数类型的污染物的影响。
要经过磁性技能法测定速度与方向,规范的解决方案是运用两个锁存型霍尔传感器和一块南北极交变的环形磁铁。例如,DRV5013-Q1和一块这样的磁铁。如下图所示,当每个传感器挨近南极时,它发生低电平输出;当挨近北极时则引起高电平输出。两个传感器发生的输出被称为正交输出 —— 这是一个雅名,用于相位差为90°的信号。
对任何给定的2位状况来说,均有一个用于顺时针增量的共同2位状况和另一个用于逆时针增量的共同2位状况。因而,微操控器固件适当简略。