测量旋转物体速度的很多技术是可以在市场上得到的。在很多应用中--特别是那些工作在极端环境条件--选择的结果通常落在霍尔效应速度传感器或可变磁阻(VR)速度传感器上。速度传感器的那些技术能应用于极端热及极端冷的环境条件外,还能在灰尘、油脂及其它污染环境下工作。
---- 在你的应用中决定用哪种技术的传感器,要了解霍尔效应速度传感器及VR速度传感器是如何工作是十分重要的。这两种技术的工作都是通过测速物体(靶)在磁场中旋转,干扰了磁场,它们得到结果是相似的。
.VR传感器
---- VR传感器的基本工作原理如图1所示。它由一个穿过电磁铁的线圈组成,一个齿轮轮齿(或其它靶的凸出部分)通过磁铁表面,从而引起磁通量的数量的变化。
图1：在VR传感器中,模拟信号必须经过信号处理电路使输出与转速成比例的脉冲信号。
---- 当靶的凸出部分(例如齿轮的轮齿)运动接近到传感器,此时磁通量最大。当靶的凸出部分离去,磁通量跌落。靶的运动结果引起磁通量随时间变化,这在线圈中感应出成比例的电压,以后的电路(信号处理电路)将输入信号变成数字波形(脉冲),它能更容易计数及时间控制。
---- 虽然VR传感器是基于很成熟的技术,但它仍然有一些较大的缺点。第一是价格,线圈及磁铁相对说是便宜的,可惜的是需要附加的信号处理电路,价格就高了。另外,取决于VR传感器的信号的大小是正比于靶的速度,这使得设计电路适应很低速度的信号很困难。一个给定的VR传感器有一个明确的限制,即靶的运动慢到什么程度仍可以产生一个有用的信号。
---- 在高温应用领域中,VR传感器优于霍尔效应传感器,因为工作温度受到器件中所用的材料的特性的限制,用适当结构的VR传感器能使它工作温度超过300℃。一个应用例子是在喷气发动机中检测涡轮的转速。
霍尔效应传感器
---- 在霍尔效应速度传感器中(见图2),当测速的靶转到霍尔效应传感器的位置,即霍尔传感器位于靶及磁铁之间,霍尔效应传感器检测到靶感应的磁通量变化。不象可变磁阻传感器(VR),霍尔效应传感器感测的是磁通量的大小,而VR感测的是磁通量的变化率。
图2：在霍尔效应速度传感器中,信号处理电路集成在传感器中,直接输出数字信号。
---- 霍尔效应技术的特点是允许你在任意慢速下能检测运动物体的速度。霍尔效应速度传感器另一个重要特点是信号处理电路通常也集成在同一封装中,它提供了一些现实的好处。最重要的是无需外加信号处理电路,极大多数的霍尔速度传感器直接提供数字信号输出,与数字逻辑、μC及PLC兼容。
---- 另外的优点是从传感器来的信号不须去很远的信号处理电路--往往仅仅几个密耳。这样短的距离减低了从干扰源检拾干扰,使霍尔效应速度传感器极好地免除EMI引起的故障及失效。
---- 而霍尔效应速度传感器不能完全经受住VR所能经受的环境极值。很多通用运动装置的工作温度范围从-40℃到150℃,这限制了霍尔效应速度传感器的应用。但因为霍尔速度传感器集成了信号处理电路,能测接近零速的能力及数字信号输出,所以霍尔速度传感器在速度检测应用中往往是设计者的最佳选择。