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標題: 機憶械新（21）——談位移傳感器用于速度控制（上） [打印本頁]
作者: 面壁深功    時間: 2025-4-6 09:45
標題: 機憶械新（21）——談位移傳感器用于速度控制（上）
本帖最后由 面壁深功 于 2025-4-6 09:51 編輯
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談位移傳感器用于速度控制（上）
' Q6 e; x6 L4 |8 d4 _! O8 ?' k( E5 A9 {位移傳感器在速度控制中扮演著核心角色，其通過實時監測物體位置變化，為控制系統提供精準反饋，從而實現對速度的閉環控制。以下從原理、技術優勢、典型應用及存在問題及應對四方面展開。' I7 e4 G% s& u$ P- r
一、核心原理：位置微分計算速度
! U( N8 J' C) p! i! }7 R+ o3 M位移傳感器通過測量目標物體的位置變化（如移動距離），控制系統對位置數據進行微分運算（如離散差分法）以計算速度：9 e0 J1 G* W! ^! @1 e$ N8 g6 c. r
v=Δx/Δt/= x(t2)−x(t1)/( t2−t1)1 Z5 s5 N% j: F( m
其中，x(t)為傳感器輸出的位置信號，Δt為采樣時間間隔。, Y+ f' S3 e, F' Z9 X$ y3 q% l
關鍵信號處理技術：1 u3 U( F' c, n
1、 濾波算法：采用低通濾波抑制高頻噪聲，但需平衡響應速度與噪聲抑制（如二階巴特沃斯濾波器）。1 q1 N1 H3 R4 ~% U
2、 采樣率：需滿足奈奎斯特準則，采樣頻率需大于信號最高頻率的2倍，避免混疊失真。
6 {9 K& x, n0 S3 ~& B% \二、技術優勢：高精度與實時反饋" s" R: D# j0 }7 r
位移傳感器在速度控制中的優勢體現在：2 D3 s/ p$ E! }7 c0 L8 l- X
1、 非接觸測量：激光傳感器、電容傳感器等無需物理接觸，避免摩擦損耗，適合高速運動場景（如機器人關節）。
5 y* c8 z& Z- C! Z; D9 \$ N2、 高分辨率：激光三角測量傳感器分辨率可達±0.01mm，提升速度計算精度。4 }, I6 a7 R+ f& \2 w% L
3、動態響應：光纖傳感器響應頻率>10kHz，支持實時動態調整（如電機轉速控制）。
; @  v5 Z+ v: @5 M9 w6 {  h6 S三、 典型應用場景
% |2 V8 F" }/ U$ l1、 工業機器人：" C2 Z) x  v  R! d6 |/ S0 j0 Z
（1）關節速度控制：激光傳感器監測關節位移，計算角速度，實現軌跡跟蹤（如焊接機器人）。2 a- w8 P( T, c$ Z$ D) Z4 I. @
（2）末端執行器定位：電容傳感器反饋末端位置，PID控制器調整伺服電機轉速。9 i, a8 @, |) U, B! J3 n
2無刷電機控制：磁致伸縮傳感器檢測轉子位置，控制器調整輸入頻率以穩定轉速。& }6 w" s, X( l" R
3、 車輛懸架系統：線性電位計測量懸架位移，ECU調整阻尼力以優化平順性。
6 u- ^7 x5 T5 d- `" P9 {* O; N4、 精密加工機床進給控制：光柵尺測量工作臺位移，閉環控制步進電機轉速。（未完明天待續：存在不足及應對）
4 e% Q5 x8 v1 H+ _+ E  r$ `. q# J$ z" U. M! s

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作者: pengzhiping    時間: 2025-4-6 10:15
圖片不是位移傳感器吧  是接近開關 感應金屬的
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4 a, C# U8 O2 u0 p- |% P; M( A位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺結構 6 _4 G$ U7 m2 R+ l1 r7 w% J- k$ o
非接觸式的 激光的 從發射端到接收端 計算反射時間來計算距離的' C3 y& Y  {9 Z- ^
- h* Y. Y3 k) |; ?# a  M; I0 {
3 M& S( g3 k" p7 Y; R1 W
其中 基恩士做的比較好點 應用更廣
作者: 學渣渣    時間: 2025-4-6 16:16
pengzhiping 發表于 2025-4-6 10:156 m+ U" j9 [! m  c9 y
圖片不是位移傳感器吧  是接近開關 感應金屬的
3 e; i7 v6 G: Q5 q% L1 k# z2 S: a/ p7 u( F  Z2 v" j( l2 m
位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺 ...
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“位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺結構”
: ]8 X3 E& i+ T
) G" K7 E. h1 @& h+ a( @5 @8 H典型的基礎是電阻尺，電阻尺好像沒彈簧吧？
8 G! X7 w; C# m4 G# s/ z7 a
作者: 學渣渣    時間: 2025-4-6 16:24
pengzhiping 發表于 2025-4-6 10:15, I$ I9 J  x5 p5 h' @
圖片不是位移傳感器吧  是接近開關 感應金屬的
) ]: S( B$ l4 n- f1 |* y; y4 ]) f3 x3 n
位移傳感器 分 接觸式和非接觸式。接觸式是用彈簧+光柵尺 ...

0 S6 p1 S% u' M8 I- J一看產品圖，覺得就一接近開關，常開常閉而已；+ O& a4 d- l+ Y: ?. x4 L+ V
* D3 D/ ?' E: T' g
但是一看輸出模擬量，難道這個對應距離？覺得lz應該有點真知灼見，趕緊上網查一下。, y: E  U% y4 B( W* J/ D; }
[attach]573156[/attach]
! i. l" {  U3 u$ x- o' u
. B# c. U8 }! \4 _" S7 C2 \發現這玩意就是一個開關。就這？
1 X+ B& G2 M  {) @7 o) v, C  K% D  z7 z: {# Z. x, C) l- `

% U' _6 @( L& z所以層主你說的是對的。
7 L" w" e7 r1 T3 B1 X+ B7 }* x8 p$ J5 I& S
本著精益求精，毀人不倦的精神，lz刪圖重發吧。以上。
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作者: 喂我袋鹽    時間: 2025-4-6 16:32
@ytzhanggj007  
作者: pengzhiping    時間: 2025-4-6 22:25
漫反射是光電開關  是檢測物體表面，檢測對象和材質關系不大，和表面粗糙度有關- F# L+ u/ T, r$ c3 ?: }8 V; R

; N. F% @/ U3 b. J) g" b你這是金屬接近開關
作者: 面壁深功    時間: 2025-4-7 05:53
學渣渣 發表于 2025-4-6 16:24* t0 {6 K4 {- D. B- W
一看產品圖，覺得就一接近開關，常開常閉而已；
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但是一看輸出模擬量，難道這個對應距離？覺得lz應該有 ...

" F  d, l2 L  o$ F補上，替換原發圖
2 f' {/ j1 c, ~. @+ U
作者: 廟嶺葉無道    時間: 2025-4-7 10:15
俺們都用 MTS



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