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德國(guó)P+F倍加福速度傳感器的測(cè)速機(jī)要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持線性關(guān)系
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(duì)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(cè)量、控制儀器及設(shè)備的零件、附件。
在機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量較多，而且直線運(yùn)動(dòng)速度也經(jīng)常通過(guò)旋轉(zhuǎn)速度間接測(cè)量。例如：測(cè)速發(fā)電機(jī)可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，就是一種P+F速度傳感器。測(cè)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(cè)速機(jī)一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測(cè)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(pán)式印刷電路等形式，其中帶槽式最為常用。
激光測(cè)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(cè)速傳感器會(huì)慢慢取接觸式測(cè)速傳感器。而現(xiàn)在市場(chǎng)上精度較高、的非接觸激光測(cè)速傳感器就是ZLS-Px像差測(cè)速傳感器。像差測(cè)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(duì)比，通過(guò)在極短時(shí)間內(nèi)的兩個(gè)時(shí)間的圖像對(duì)比，分辨被測(cè)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(cè)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(duì)著被測(cè)物發(fā)射出激光，經(jīng)反射到②攝像接收口，接收到信號(hào)后傳給信號(hào)處理器，通過(guò)算法計(jì)算出它的速度。
像差測(cè)速傳感器能同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向的速度、長(zhǎng)度，不但能覺(jué)察被測(cè)體是否停止，而且能覺(jué)察被測(cè)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(guò)程不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)，從而能測(cè)出轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)體的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。
雷達(dá)測(cè)速
傳統(tǒng)的測(cè)速大多以旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量和直線運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量，但現(xiàn)實(shí)工業(yè)自動(dòng)化中有不少非規(guī)律性的測(cè)速，比如運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)測(cè)速，交通車(chē)輛測(cè)速，高爾夫球速測(cè)量等情況下，雷達(dá)測(cè)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(dòng)物體直接接觸。當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體與旋轉(zhuǎn)式P+F速度傳感器接觸時(shí)，摩擦力帶動(dòng)傳感器的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)。裝在滾輪上的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖傳感器，發(fā)送出一連串的脈沖。每個(gè)脈沖代表著一定的距離值，從而就能測(cè)出線速度。
接觸式旋轉(zhuǎn)P+F速度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。但是接觸滾輪的直徑是與運(yùn)動(dòng)物體始終接觸著，滾輪的外周將磨損，從而影響滾輪的周長(zhǎng)。而脈沖數(shù)對(duì)每個(gè)傳感器又是固定的。影響傳感器的測(cè)量精度。要提高測(cè)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(cè)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(dòng)物體無(wú)直接接觸，非接觸式測(cè)量原理很多，以下僅介紹兩點(diǎn)，供參考。
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(hào)。可由檢測(cè)到的脈沖數(shù)，計(jì)算出流速。
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(pán)遮斷形成一串光脈沖，經(jīng)光電管轉(zhuǎn)換成定信號(hào)，經(jīng)計(jì)算可檢測(cè)出風(fēng)速。
非接觸式旋轉(zhuǎn)P+F速度傳感器壽命長(zhǎng)，無(wú)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(duì)比較復(fù)雜。
旋轉(zhuǎn)式P+F速度傳感器的性能可歸納如下：
傳感器的輸出信號(hào)為脈沖信號(hào)，其穩(wěn)定性比較好，不易受外部噪聲干擾，對(duì)測(cè)量電路無(wú)特殊要求。
結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)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。
光電式車(chē)速傳感器--由帶孔的轉(zhuǎn)盤(pán)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(hào)，光電三極管和放大器產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)(開(kāi)關(guān)脈沖)。發(fā)光二極管透過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)上的孔照到光電二極管上實(shí)現(xiàn)光的傳遞與接收。
磁電式車(chē)速傳感器--模擬交流信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生交變電流信號(hào)，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(duì)應(yīng)的系列脈沖，其形狀是一樣的。輸出信號(hào)的振幅與磁組輪的轉(zhuǎn)速成正比(車(chē)速)，信號(hào)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(hào)來(lái)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(lái)做轉(zhuǎn)速測(cè)量的。磁阻元件有一個(gè)特性，就是其阻抗值會(huì)隨著磁場(chǎng)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(chǎng)，當(dāng)金屬的檢測(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)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。
