速度傳感器【velocitysensor】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、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。
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速度傳感器和角速度傳感器,我們都統(tǒng)稱為速度傳感器。
在機器人自動化技術(shù)中,旋轉(zhuǎn)運動速度測量較多,而且直線運動速度也經(jīng)常通過旋轉(zhuǎn)速度間接測量。目前廣泛使用的速度傳感器是直流測速發(fā)電機,可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號。測速機要求輸出電壓與轉(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(jié)構(gòu)有帶槽的、空心的、盤式印刷電路等形式,其中帶槽式*為常用。
旋轉(zhuǎn)式速度傳感器的結(jié)構(gòu)和特征
旋轉(zhuǎn)式速度傳感器按安裝形式分為接觸式和非接觸式兩類。
(1).接觸式
旋轉(zhuǎn)式速度傳感器與運動物體直接接觸。當運動物體與旋轉(zhuǎn)式速度傳感器接觸時,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)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。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。
(2).非接觸式
旋轉(zhuǎn)式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,以下僅簡單介紹兩點,以供參考。
[1].光電流速傳感器
葉輪的葉片邊緣貼有反射膜,流體流動時帶動葉論旋轉(zhuǎn),頁輪每轉(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].光電風速傳感器
風帶動風速計旋轉(zhuǎn),經(jīng)齒輪傳動后帶動凸輪成比例旋轉(zhuǎn)。光纖被徒輪輪番遮斷形成一串光脈沖,經(jīng)光電管轉(zhuǎn)換成定信號,經(jīng)計算可檢測出風速。
非接觸式旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)式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。功能齊全的微機芯片,使運算變換系數(shù)易于獲得,故目前速度傳感器應用極為普遍。