旋轉(zhuǎn)檢測技術(shù)可讓運動中的車輪也進行測定

具有運動式機械組件的系統(tǒng)通常有必要對正在旋轉(zhuǎn)的東西進行測定。

在汽車中，要使用車速表、牽引控制器、防抱死制動器和巡航控制器均需測知車輪的速度。應(yīng)該對引擎的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)進行監(jiān)視，以控制變速器，使車速保持在最高安全速度以下。電動車窗通常由一種具有閉環(huán)旋轉(zhuǎn)檢測功能的小型電機進行控制。而且我們不要忘記，當您最喜歡的歌曲開始播放之際，無線電系統(tǒng)需要對音量旋鈕進行檢測(在您轉(zhuǎn)動該旋鈕時)。

除汽車外，旋轉(zhuǎn)檢測技術(shù)還適合許多其它應(yīng)用，被用于電機軸、風(fēng)扇、齒輪、渦輪和計算機鼠標滾輪。本圖展示了一個用該技術(shù)來測定流體流速的例子：

這種類型的傳感器名為旋轉(zhuǎn)編碼器，分兩大類：絕對編碼器(它們能以度為單位來辨析確切位置)和增量編碼器(它們可探測相對變化)。絕對編碼器的一個簡單例子是電位計。

在增量編碼器的范圍內(nèi)，兩個主要類型是“惟速度型”和“速度與方向型”。第一種類型：當發(fā)生任何旋轉(zhuǎn)時，傳感器只能產(chǎn)生脈沖，不能區(qū)分順時針旋轉(zhuǎn)與逆時針旋轉(zhuǎn)。第二種類型：可添加方向信息，并且通過另加一個傳感器來完成方向信息的添加任務(wù);然后系統(tǒng)中的控制器可判斷兩個傳感器之間的轉(zhuǎn)變順序，以了解在向哪個方向轉(zhuǎn)動。

適用于增量編碼器的流行檢測方法

適合增量編碼器的3種最常見技術(shù)法是機械技術(shù)法、光學(xué)技術(shù)法和磁性技術(shù)法。

機械技術(shù)法：這類方法是接觸式的，其中旋轉(zhuǎn)片上的金屬刷可有選擇地與定子上的金屬區(qū)進行接觸。在印刷電路板(PCB)上，電壓可被施加到一個端子上，當發(fā)生旋轉(zhuǎn)時可在切換端子上測定電壓的存在。這是最原始的方法，有幾個劣勢：

·接觸面上的摩擦?xí)尳佑|面隨著時間的推移逐步磨損。

·存在污染物(如污垢和腐蝕生成物)時接觸面將不能很好地工作。

·帶寬(每秒探測值)在很大程度上受刷子的去除抖動時間(可以是毫秒級的)限制。

·機械設(shè)計和組裝過程可能有些復(fù)雜。

光學(xué)技術(shù)法：這類方法通常需要一個切出了小孔(掩模)的磁盤，一側(cè)有一個發(fā)光二極管(LED)，另一側(cè)有兩個光電探測器。任何其它類型的編碼器能達到的最高分辨率光學(xué)編碼器均可達到，且每轉(zhuǎn)具有數(shù)千次脈沖，但隨之而來的是嚴格的制造和對準公差。應(yīng)用范圍從計算機鼠標滾輪一直到高端半導(dǎo)體光刻設(shè)備。常見缺點是它在惡劣的工業(yè)環(huán)境中缺乏穩(wěn)健性，因為任何物理污染物均會阻擋光線，感應(yīng)可能成為一個問題。另外，在高溫下LED的壽命將縮短。

磁性技術(shù)法：一個3引腳的霍爾效應(yīng)集成電路(IC)和旋轉(zhuǎn)片上的一塊小磁鐵相匹配是一種出奇簡單卻穩(wěn)健的方法，可測定速度。DRV5033-Q1在此很適用。該傳感器可被完全封閉，與環(huán)境隔離，并且磁鐵的磁場可穿越一段距離，不受兩者間大多數(shù)類型的污染物的影響。

要通過磁性技術(shù)法測定速度與方向，標準的解決方案是使用兩個鎖存型霍爾傳感器和一塊南北極交變的環(huán)形磁鐵。例如，DRV5013-Q1和一塊這樣的磁鐵。如下圖所示，當每個傳感器接近南極時，它產(chǎn)生低電平輸出;當接近北極時則引起高電平輸出。兩個傳感器產(chǎn)生的輸出被稱為正交輸出 —— 這是一個雅名，用于相位差為90°的信號。

對任何給定的2位狀態(tài)來說，均有一個用于順時針增量的獨特2位狀態(tài)和另一個用于逆時針增量的獨特2位狀態(tài)。因此，微控制器固件相當簡單。