機(jī)憶械新（21）——談位移傳感器用于速度控制（上）

面壁深功

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( _" N8 j; ~+ \談位移傳感器用于速度控制（上）
) Y7 ~9 m0 \0 l位移傳感器在速度控制中扮演著核心角色，其通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物體位置變化，為控制系統(tǒng)提供精準(zhǔn)反饋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的閉環(huán)控制。以下從原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、典型應(yīng)用及存在問(wèn)題及應(yīng)對(duì)四方面展開(kāi)。
一、核心原理：位置微分計(jì)算速度
2 P9 H. B7 t6 S8 t, n) o位移傳感器通過(guò)測(cè)量目標(biāo)物體的位置變化（如移動(dòng)距離），控制系統(tǒng)對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行微分運(yùn)算（如離散差分法）以計(jì)算速度：
+ q- \0 d+ c" J: x; b  B6 Cv=Δx/Δt/= x(t2)−x(t1)/( t2−t1)
其中，x(t)為傳感器輸出的位置信號(hào)，Δt為采樣時(shí)間間隔。
關(guān)鍵信號(hào)處理技術(shù)：
  q. A- D% B! N' e( \1 T( l, @& N1、 濾波算法：采用低通濾波抑制高頻噪聲，但需平衡響應(yīng)速度與噪聲抑制（如二階巴特沃斯濾波器）。
2、 采樣率：需滿足奈奎斯特準(zhǔn)則，采樣頻率需大于信號(hào)最高頻率的2倍，避免混疊失真。
二、技術(shù)優(yōu)勢(shì)：高精度與實(shí)時(shí)反饋
4 v& ?; \( b+ C. d" a- F) E9 y6 A位移傳感器在速度控制中的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
5 y  s" [' U) Q% M/ l6 m) U4 `1、 非接觸測(cè)量：激光傳感器、電容傳感器等無(wú)需物理接觸，避免摩擦損耗，適合高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景（如機(jī)器人關(guān)節(jié)）。
2、 高分辨率：激光三角測(cè)量傳感器分辨率可達(dá)±0.01mm，提升速度計(jì)算精度。
3、動(dòng)態(tài)響應(yīng)：光纖傳感器響應(yīng)頻率>10kHz，支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整（如電機(jī)轉(zhuǎn)速控制）。
8 c- \& N# s3 I2 {( k- g三、 典型應(yīng)用場(chǎng)景
1、 工業(yè)機(jī)器人：
& h; C  O% U/ Z0 ]! \; H（1）關(guān)節(jié)速度控制：激光傳感器監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)位移，計(jì)算角速度，實(shí)現(xiàn)軌跡跟蹤（如焊接機(jī)器人）。
（2）末端執(zhí)行器定位：電容傳感器反饋末端位置，PID控制器調(diào)整伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速。
2無(wú)刷電機(jī)控制：磁致伸縮傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，控制器調(diào)整輸入頻率以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。
; u$ F! |- L* q; J3、 車(chē)輛懸架系統(tǒng)：線性電位計(jì)測(cè)量懸架位移，ECU調(diào)整阻尼力以優(yōu)化平順性。
2 h+ I$ ~8 B2 ^4、 精密加工機(jī)床進(jìn)給控制：光柵尺測(cè)量工作臺(tái)位移，閉環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速。（未完明天待續(xù)：存在不足及應(yīng)對(duì)）

pengzhiping

圖片不是位移傳感器吧  是接近開(kāi)關(guān) 感應(yīng)金屬的
& _- V7 W  m4 |% f" U9 I5 d
位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺結(jié)構(gòu)
3 [9 ^4 ^) P- b7 ^+ P( w非接觸式的 激光的 從發(fā)射端到接收端 計(jì)算反射時(shí)間來(lái)計(jì)算距離的


其中 基恩士做的比較好點(diǎn) 應(yīng)用更廣

學(xué)渣渣

pengzhiping 發(fā)表于 2025-4-6 10:15
圖片不是位移傳感器吧  是接近開(kāi)關(guān) 感應(yīng)金屬的
- q' |! d  q/ O( S* A2 R- Y! ]
位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺 ...

“位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺結(jié)構(gòu)”

- u/ y) Z- z3 S典型的基礎(chǔ)是電阻尺，電阻尺好像沒(méi)彈簧吧？

學(xué)渣渣

pengzhiping 發(fā)表于 2025-4-6 10:15
. D$ X$ L+ l& i' T圖片不是位移傳感器吧  是接近開(kāi)關(guān) 感應(yīng)金屬的
# V! i( ^0 v1 K* A. \+ s4 v
8 i* W- K+ L1 C: j; {位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺 ...

一看產(chǎn)品圖，覺(jué)得就一接近開(kāi)關(guān)，常開(kāi)常閉而已；
4 T) I/ b" |: M, R) V
但是一看輸出模擬量，難道這個(gè)對(duì)應(yīng)距離？覺(jué)得lz應(yīng)該有點(diǎn)真知灼見(jiàn)，趕緊上網(wǎng)查一下。


發(fā)現(xiàn)這玩意就是一個(gè)開(kāi)關(guān)。就這？
4 V$ B" O0 \1 {" l0 J  g

1 X: R9 m, j0 W% [* m所以層主你說(shuō)的是對(duì)的。
1 i( O, T: A* D0 g4 U) l
本著精益求精，毀人不倦的精神，lz刪圖重發(fā)吧。以上。

  c# f) l/ `1 N6 _# g' {

喂我袋鹽

@ytzhanggj007  

pengzhiping

漫反射是光電開(kāi)關(guān)  是檢測(cè)物體表面，檢測(cè)對(duì)象和材質(zhì)關(guān)系不大，和表面粗糙度有關(guān)
. F, n3 E  l5 [$ I. \/ L
0 c3 o, A( |/ j* i你這是金屬接近開(kāi)關(guān)

面壁深功

學(xué)渣渣 發(fā)表于 2025-4-6 16:24
一看產(chǎn)品圖，覺(jué)得就一接近開(kāi)關(guān)，常開(kāi)常閉而已；
& z$ ~) k$ Y$ R& B: _8 @+ ?1 N
. U: C3 {0 o. Y6 Y  S; @但是一看輸出模擬量，難道這個(gè)對(duì)應(yīng)距離？覺(jué)得lz應(yīng)該有 ...

) @- B" H. {+ ^補(bǔ)上，替換原發(fā)圖

廟嶺葉無(wú)道

俺們都用 MTS