旋轉檢測技術(shù)：運動(dòng)中的車(chē)輪也需要進(jìn)行測定

具有運動(dòng)式機械組件的系統通常有必要對正在旋轉的東西進(jìn)行測定。

在汽車(chē)中，要使用車(chē)速表、牽引控制器、防抱死制動(dòng)器和巡航控制器均需測知車(chē)輪的速度。應該對引擎的每分鐘轉數(RPM)進(jìn)行監視，以控制變速器，使車(chē)速保持在最高安全速度以下。電動(dòng)車(chē)窗通常由一種具有閉環(huán)旋轉檢測功能的小型電機進(jìn)行控制。而且我們不要忘記，當您最喜歡的歌曲開(kāi)始播放之際，無(wú)線(xiàn)電系統需要對音量旋鈕進(jìn)行檢測(在您轉動(dòng)該旋鈕時(shí))。

除汽車(chē)外，旋轉檢測技術(shù)還適合許多其它應用，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(gè)用該技術(shù)來(lái)測定流體流速的例子：

這種類(lèi)型的傳感器名為旋轉編碼器，分兩大類(lèi)：絕對編碼器(它們能以度為單位來(lái)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(gè)簡(jiǎn)單例子是電位計。

在增量編碼器的范圍內，兩個(gè)主要類(lèi)型是“惟速度型”和“速度與方向型”。第一種類(lèi)型：當發(fā)生任何旋轉時(shí)，傳感器只能產(chǎn)生脈沖，不能區分順時(shí)針旋轉與逆時(shí)針旋轉。第二種類(lèi)型：可添加方向信息，并且通過(guò)另加一個(gè)傳感器來(lái)完成方向信息的添加任務(wù);然后系統中的控制器可判斷兩個(gè)傳感器之間的轉變順序，以了解在向哪個(gè)方向轉動(dòng)。

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(jiàn)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(lèi)方法是接觸式的，其中旋轉片上的金屬刷可有選擇地與定子上的金屬區進(jìn)行接觸。在印刷電路板(PCB)上，電壓可被施加到一個(gè)端子上，當發(fā)生旋轉時(shí)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(gè)劣勢：

接觸面上的摩擦會(huì )讓接觸面隨著(zhù)時(shí)間的推移逐步磨損。

存在污染物(如污垢和腐蝕生成物)時(shí)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(dòng)時(shí)間(可以是毫秒級的)限制。

機械設計和組裝過(guò)程可能有些復雜。

光學(xué)技術(shù)法：這類(lèi)方法通常需要一個(gè)切出了小孔(掩模)的磁盤(pán)，一側有一個(gè)發(fā)光二極管(LED)，另一側有兩個(gè)光電探測器。任何其它類(lèi)型的編碼器能達到的最高分辨率光學(xué)編碼器均可達到，且每轉具有數千次脈沖，但隨之而來(lái)的是嚴格的制造和對準公差。應用范圍從計算機鼠標滾輪一直到高端半導體光刻設備。常見(jiàn)缺點(diǎn)是它在惡劣的工業(yè)環(huán)境中缺乏穩健性，因為任何物理污染物均會(huì )阻擋光線(xiàn)，感應可能成為一個(gè)問(wèn)題。另外，在高溫下LED的壽命將縮短。

磁性技術(shù)法：一個(gè)3引腳的霍爾效應集成電路(IC)和旋轉片上的一塊小磁鐵相匹配是一種出奇簡(jiǎn)單卻穩健的方法，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(chǎng)可穿越一段距離，不受兩者間大多數類(lèi)型的污染物的影響。

要通過(guò)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(gè)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(gè)傳感器接近南極時(shí)，它產(chǎn)生低電平輸出;當接近北極時(shí)則引起高電平輸出。兩個(gè)傳感器產(chǎn)生的輸出被稱(chēng)為正交輸出 —— 這是一個(gè)雅名，用于相位差為90°的信號。

對任何給定的2位狀態(tài)來(lái)說(shuō)，均有一個(gè)用于順時(shí)針增量的獨特2位狀態(tài)和另一個(gè)用于逆時(shí)針增量的獨特2位狀態(tài)。因此，微控制器固件相當簡(jiǎn)單。