认识速度传感器及其应用

单位时间内位移的增量就是速度。速度包括线速度和角速度，与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感器，统称为速度传感器。各种形式的速度传感器如图9-1～图9-3所示。

图9-1　方向盘转角传感器

图9-2　横摆角速度传感器

图9-3　纵向/横向加速度传感器

在机器人自动化技术中，旋转运动速度的测量较多，而且直线运动速度也经常通过旋转速度间接测量。目前，广泛使用的速度传感器是直流测速发电机，可以将旋转速度转变成电信号。测速机要求输出电压与转速间保持线性关系，并要求输出电压的梯度大，时间及温度稳定性好。测速机一般可分为直流式和交流式两种。直流测速机的励磁方式可分为他励式和永磁式两种，电枢结构有带槽的、空心的、盘式印刷电路等形式，其中带槽式最为常用。

1.雷达测速传感器

传统的测速主要有旋转式运动速度测量和直线运动速度测量，但现实工业自动化中有不少非规律性的测速，例如，运动员运动测速，交通车辆测速，高尔夫球速测量等，雷达测速传感器可以满足这些要求。

2.旋转式速度传感器

旋转式速度传感器按安装形式的不同，可分为接触式和非接触式两类。(www.xing528.com)

（1）接触式

旋转式速度传感器与运动物体直接接触。当运动物体与旋转式速度传感器接触时，摩擦力带动传感器的滚轮转动。装在滚轮上的转动脉冲传感器，发送出一连串的脉冲。每个脉冲代表着一定的距离值，从而就能测出线速度。

接触式速度传感器结构简单，使用方便。但是接触滚轮的直径与运动物体始终接触着，滚轮的外周终将磨损，从而影响滚轮的周长。而脉冲数对每个传感器又是固定的，影响传感器的测量精度。要提高测量精度必须在二次仪表中增加补偿电路。另外接触式难免产生滑差，滑差的存在也将影响测量的精确性。因此传感器使用中必须施加一定的正压力，或在滚轮表面采用摩擦力系数大的材料，尽可能减小滑差。

（2）非接触式

旋转式速度传感器与运动物体无直接接触，非接触式的测量原理很多，以下仅介绍两点：

①光电流速传感器。叶轮的叶片边缘贴有反射膜，流体流动时带动叶轮旋转，叶轮每转动一周光纤传输反光一次，产生一个电脉冲信号，可由检测到的脉冲数计算出流速。

②光电风速传感器。风带动风速计旋转，经齿轮传动后带动凸轮成比例旋转。光纤被凸轮轮番遮断形成一串光脉冲，经光电管转换成电信号，经计算可检测出风速。

非接触式旋转速度传感器寿命长，无须增加补偿电路。但脉冲当量不是距离的整数倍，因此速度运算相对比较复杂。

旋转式速度传感器的性能可归纳如下：

①传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定性比较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求。

②结构比较简单，成本低，性能稳定可靠。功能齐全的微机芯片，使运算变换系数易于获得，故目前速度传感器应用极为普遍。