在電機(jī)控制環(huán)路中，有幾種類型的傳感器提供反饋信息。這些傳感器還用于檢測(cè)可能損壞系統(tǒng)的故障狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)可靠性。以下章節(jié)詳細(xì)介紹了傳感器在電機(jī)控制中的作用，特別是電流檢測(cè)放大器、霍爾傳感器和可變磁阻(VR)傳感器。其它內(nèi)容包括：利用高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)監(jiān)測(cè)、控制多通道電流和電壓，高精度電機(jī)控制所需的編碼器數(shù)據(jù)接口等。
電流是用于檢測(cè)、監(jiān)測(cè)并反饋給電機(jī)控制環(huán)路的常見信號(hào)。利用電流檢測(cè)放大器可以輕松地精確監(jiān)測(cè)系統(tǒng)流入、流出的電流。采用電流檢測(cè)放大器可以省去傳感器，因?yàn)樾枰獪y(cè)量的是電信號(hào)本身。電流檢測(cè)放大器能夠檢測(cè)短路和瞬態(tài)狀況，并監(jiān)測(cè)電源和電池反接故障。
電流測(cè)量有很多渠道，但截至目前為止，常見的方案是采用檢流電阻進(jìn)行測(cè)量。這種方法的基本原理是：利用基于運(yùn)放的差分放大器對(duì)檢流電阻兩端的電壓進(jìn)行放大，然后測(cè)量放大后的電壓信號(hào)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常采用分立器件。但分立方案存在一些缺點(diǎn)，例如：需要匹配電阻、具有較差的溫漂特性，并占用較大面積。幸運(yùn)的是，這些缺點(diǎn)可以通過在設(shè)計(jì)中使用集成電流檢測(cè)放大器得以解決。放大器不僅測(cè)量電流，還可以檢測(cè)電流方向，具有較寬的共模范圍，能夠提供高精度測(cè)量。
電流測(cè)量可以采用低邊檢測(cè)(檢測(cè)電阻與接地通路串聯(lián))，也可以采用高邊檢測(cè)(檢測(cè)電阻與火線串聯(lián))。低邊檢測(cè)中，電路的輸入共模電壓較低，輸出電壓以地為參考，但低邊電阻在接地通路增加了所不希望的外部電阻。高邊檢測(cè)中，負(fù)載接地，但高邊電阻必須承受相當(dāng)大的共模信號(hào)。高邊檢測(cè)能夠?qū)收蠣顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如，電機(jī)外殼或繞組對(duì)地短路。
高邊電流檢測(cè)放大器，如MAX4080/MAX4081，將檢流電阻放置在電源正端和被監(jiān)測(cè)電路的電源輸入之間。這種設(shè)計(jì)沒有在地通道引入外接電阻，大大簡(jiǎn)化了布局，通常也有助于改善電路的總體性能。Maxim可提供單向和雙向電流檢測(cè)IC (內(nèi)置或外置檢流電阻)，如MAX9918/MAX9919/MAX9920。器件的多樣性為設(shè)計(jì)提供極大靈活性，并簡(jiǎn)化了各種ADC及其應(yīng)用的器件選型。
霍爾傳感器被廣泛用于電機(jī)速度、位置和方向的檢測(cè)。這些傳感器集成了邏輯電路，能夠?qū)?shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。傳感器還可檢測(cè)并報(bào)告任何形式的電機(jī)中斷故障，從而采取相應(yīng)措施。檢測(cè)運(yùn)動(dòng)方向通常需要兩個(gè)霍爾傳感器。
若系統(tǒng)使用的霍爾器件數(shù)量與電機(jī)相數(shù)相同，并且霍爾器件的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電機(jī)每一相的電氣特性相關(guān)聯(lián)，換向操作可以同步到霍爾傳感器輸出邊沿。Maxim的MAX9641集成了兩路霍爾傳感器和傳感器信號(hào)調(diào)理電路，提供位置和方向輸出?；魻杺鞲衅鬟€能夠配合專用的霍爾傳感器接口產(chǎn)品使用，如MAX9621。接口器件提供多種功能：電源瞬態(tài)保護(hù)、對(duì)霍爾傳感器的吸收電流進(jìn)行檢測(cè)并濾波，以及故障診斷和保護(hù)。
與機(jī)械式光斷路器系統(tǒng)相比，霍爾傳感器有效提高了系統(tǒng)的可靠性和可重復(fù)性，而前者在灰塵和潮濕環(huán)境下無法保證可靠工作。由于霍爾傳感器檢測(cè)的是磁鐵或電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，所以能夠在這樣的惡劣環(huán)境下連續(xù)工作。有些應(yīng)用中，振動(dòng)、灰塵和高溫會(huì)造成有源傳感器工作異常。這種情況下，可以利用無源器件檢測(cè)電機(jī)工作并通過一個(gè)接口IC把數(shù)據(jù)反饋給系統(tǒng)。也可以在極端工作條件下選擇使用可變磁阻(VR)傳感器。
VR傳感器，如MAX9924—MAX9927通過一個(gè)線圈檢測(cè)電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)上安裝的齒輪進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)的磁通量將會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致線圈發(fā)生變化。當(dāng)齒輪靠近傳感器時(shí)，磁通量達(dá)到最大值。當(dāng)齒輪離開時(shí)，磁通量開始下降。旋轉(zhuǎn)齒輪會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的磁通量，在線圈中感應(yīng)產(chǎn)生成比例的電壓。隨后，電子電路對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理，獲得一個(gè)更容易計(jì)數(shù)和定時(shí)的數(shù)字波形。集成VR傳感器接口方案相對(duì)于其它方案具有很多優(yōu)勢(shì)，其中包括：提高抗干擾能力、提供準(zhǔn)確的相位信息。
監(jiān)測(cè)、控制電機(jī)時(shí)，需要測(cè)量多個(gè)電流和電壓信號(hào)，并需要保持通道間相位信息的完整性。有兩種ADC架構(gòu)供設(shè)計(jì)人員選擇：使用多個(gè)單通道ADC，這種設(shè)計(jì)很難實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換時(shí)序；或者使用同步采樣ADC。同步采樣架構(gòu)可以是單芯片封裝多路ADC，所有通道采用同一轉(zhuǎn)換觸發(fā)器；也可以在模擬輸入端使用多路采樣/保持放大器(也稱為跟蹤/保持放大器)。使用多路采樣/保持放大器時(shí)，多路模擬輸入和單通道ADC之間仍需使用多路復(fù)用器。同步采樣設(shè)計(jì)無需復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法。
電機(jī)控制應(yīng)用大多采用100ksps或更高的采樣速率。ADC以這樣的速率連續(xù)監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作狀況，提供任何故障或潛在險(xiǎn)情的報(bào)警指示。一旦發(fā)現(xiàn)故障征兆，系統(tǒng)即可進(jìn)行修復(fù)或在必要時(shí)關(guān)斷系統(tǒng)。如果ADC的采樣率不夠快，就不能盡早發(fā)現(xiàn)故障狀態(tài)并加以解決。
不同的電機(jī)控制應(yīng)用對(duì)于動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍的要求不同。有些情況下，12位分辨率即可滿足系統(tǒng)要求。但對(duì)于更精密的電機(jī)控制應(yīng)用，16位分辨率則是更為常見的標(biāo)準(zhǔn)。利用高性能16位ADC，如MAX11044或MAX11049，系統(tǒng)可獲得高于90dB的動(dòng)態(tài)范圍。Maxim提供適合各種電機(jī)控制的同步采樣ADC。包括帶有串口或并口的12/14/16位分辨率等不同類型的器件。
我司是一家專業(yè)給國(guó)內(nèi)外供貨的產(chǎn)品供應(yīng)商，公司不僅具有的技術(shù)水平，更有良好的售后服務(wù)和的解決方案。以下是我司的技術(shù)人員為大家所做的報(bào)告，詳情如下：
無論何處需要查詢角度，都可以使用蒂芬巴赫控制系統(tǒng)的傾角傳感器。這些高精度測(cè)量標(biāo)尺可用于解決許多復(fù)雜問題。所以我們有z。B. 實(shí)現(xiàn)了輸送機(jī)的無線電傾斜控制。我們的自動(dòng)刀片高度檢測(cè)還可以從不同的傾角傳感器中計(jì)算數(shù)據(jù)。
Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測(cè)量，水平儀從過去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到現(xiàn)在的電子水平儀是自動(dòng)化和電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測(cè)工具,它已成為橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái)、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測(cè)量工具。電子水平儀是一種非常的測(cè)量小角度的檢測(cè)工具，用它可測(cè)量被測(cè)平面相對(duì)于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度。
一般意義上的Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器是靜態(tài)測(cè)量或者準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片測(cè)出來的加速度就包含外界加速度，故而計(jì)算出來的角度就不準(zhǔn)確了，因此，現(xiàn)在常用的做法是增加mems陀螺芯片，并采用優(yōu)先的卡爾曼濾波算法。加速度3個(gè)軸，陀螺儀3個(gè)軸，所有這里產(chǎn)品也叫6軸或VG（vertical gyro）。
Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器的用途：
傾角傳感器用于各種測(cè)量角度的應(yīng)用中。例如，高精度激光儀器水平、工程機(jī)械設(shè)備調(diào)平、遠(yuǎn)距離測(cè)距儀器、高空平臺(tái)安全保護(hù)、定向衛(wèi)星通訊天線的俯仰角測(cè)量、船舶航行姿態(tài)測(cè)量、盾構(gòu)頂管應(yīng)用、大壩檢測(cè)、地質(zhì)設(shè)備傾斜監(jiān)測(cè)、火炮炮管初射角度測(cè)量、雷達(dá)車輛平臺(tái)檢測(cè)、衛(wèi)星通訊車姿態(tài)檢測(cè)等等。
Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合：
角度測(cè)量，零位調(diào)整，水平調(diào)整
傾角開關(guān)（十二路開關(guān)信號(hào)）
安全控制，報(bào)警，監(jiān)控
機(jī)械臂，大壩，建筑，橋梁角度測(cè)量
對(duì)準(zhǔn)控制，彎曲控制。
初始位置控制，傾角姿態(tài)記錄儀
汽車四輪定位
高空作業(yè)車
Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器可以調(diào)節(jié)輸出頻率，內(nèi)置零位調(diào)整，可以根據(jù)要求定制零位調(diào)整按鈕，從而實(shí)現(xiàn)在一定的角度置零的功能。這對(duì)于要測(cè)量相對(duì)傾角的場(chǎng)合非常有用，使用完畢后可以重新回歸零位。Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器在這種場(chǎng)合使用，只要將傳感器固定在一定的平面，測(cè)量前使用零位按鈕實(shí)現(xiàn)清零功能，傳感器在此之后讀出來的數(shù)據(jù)就是相對(duì)于該平面的相對(duì)傾角。
后，我再為大家介紹一下使用Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器應(yīng)注意的事項(xiàng)：
1.防爆的必要性：防爆形式分為隔爆型和本安型，多數(shù)為隔爆型。
2.是否需要帶指示：根據(jù)客戶指示。
3. 接點(diǎn)數(shù)量：一接點(diǎn)(一個(gè)輸出)或兩接點(diǎn)(兩個(gè)輸出)。
4.設(shè)定值和壓力范圍的確定：推薦設(shè)定范圍在壓力范圍的30%—65%之間，可設(shè)定范圍為壓力范圍的15%—90%之間。
5.接斷差的形式：可調(diào)式或固定式。
6.是否有脈動(dòng)：如果壓力有脈動(dòng)或振動(dòng)，需要帶節(jié)流閥用以抑制脈動(dòng)壓力對(duì)儀表的損傷。
7.帶隔膜的場(chǎng)合：測(cè)定腐蝕性、高黏度或溫度過高時(shí)，需要選用帶隔膜。
希望以上的Tiefenbach蒂芬巴赫傾角傳感器資料可以幫助到大家，如有不同意見，請(qǐng)電聯(lián)我們。
傳感器形象的說就是電五官，如同人的五官，但比人的五官靈敏多了。
它是獲取所研究對(duì)象信息的窗口，為控制系統(tǒng)提供進(jìn)行處理與決策必不可少的信息，是如今自動(dòng)化系統(tǒng)，甚至尖端科技不可或缺的重要組成部分。傳感器是將物理、化學(xué)、生物等自然學(xué)科及工程技術(shù)中的非電量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的檢測(cè)設(shè)備。
由上所述，于是傳感器從不同角度進(jìn)行類分。從被測(cè)變量的不同進(jìn)行分類，有幾何機(jī)械量、熱工量、聲學(xué)量、醫(yī)學(xué)量、光學(xué)量等。
幾何機(jī)械量；尺寸、位移、速度、加速度、速度、角速度、角位移、角度等等。熱工量；溫度、壓力、流量、液位、成分、密度、質(zhì)量等。聲學(xué)量；生物參數(shù)等。醫(yī)學(xué)量；生理參數(shù)等。光學(xué)量；波長(zhǎng)、頻率、相位、脈寬、折射率等。
傳感器的工作機(jī)理是基于物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等各種效應(yīng)和定律，因此也促進(jìn)人們對(duì)具有新效應(yīng)的敏感材料探索，為研制出具有新原理的新型傳感器提供重要途徑。
傳感器作為信息時(shí)代的三大支柱之一，與計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)相比，唯獨(dú)傳感器技術(shù)是拖后腿的，至于落后的原因因素眾多。
在今后的社會(huì)傳感器會(huì)遍布我們生活各個(gè)方面，誰能有支配傳感器技術(shù)的能力，在新時(shí)代就能把握機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
因此，二十一世紀(jì)傳感器技術(shù)是人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)，于是各個(gè)國(guó)家將傳感器技術(shù)視為高新技術(shù)發(fā)展的重中之重。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該不陌生，物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)就是將整個(gè)物理世界信息打通，從而更好地利用我們生活的環(huán)境為生產(chǎn)生活提供服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)工程涉及眾多科學(xué)領(lǐng)域，其中首要環(huán)節(jié)就是檢測(cè)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，而檢測(cè)技術(shù)離不開傳感器。
因此，決定物聯(lián)網(wǎng)是否能實(shí)現(xiàn)，傳感器技術(shù)直接決定了物聯(lián)網(wǎng)工程的成敗。
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