机忆械新（21）——谈位移传感器用于速度控制（上）

面壁深功

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谈位移传感器用于速度控制（上）
8 s9 C" i$ i& r1 k; L位移传感器在速度控制中扮演着核心角色，其通过实时监测物体位置变化，为控制系统提供精准反馈，从而实现对速度的闭环控制。以下从原理、技术优势、典型应用及存在问题及应对四方面展开。
' W! E* n; [- w! Q一、核心原理：位置微分计算速度
  {- @$ Z9 T4 s, F* `位移传感器通过测量目标物体的位置变化（如移动距离），控制系统对位置数据进行微分运算（如离散差分法）以计算速度：
v=Δx/Δt/= x(t2)−x(t1)/( t2−t1)
其中，x(t)为传感器输出的位置信号，Δt为采样时间间隔。
关键信号处理技术：
# R3 X) R  p- x& l7 q1、 滤波算法：采用低通滤波抑制高频噪声，但需平衡响应速度与噪声抑制（如二阶巴特沃斯滤波器）。
, X* n: |. T' ^( \' j2、 采样率：需满足奈奎斯特准则，采样频率需大于信号最高频率的2倍，避免混叠失真。
二、技术优势：高精度与实时反馈
9 F( t7 S* C5 k* R" t5 G- o位移传感器在速度控制中的优势体现在：
- e- S! v+ y+ n% s1、 非接触测量：激光传感器、电容传感器等无需物理接触，避免摩擦损耗，适合高速运动场景（如机器人关节）。
2、 高分辨率：激光三角测量传感器分辨率可达±0.01mm，提升速度计算精度。
7 J% B; J; l- l/ E7 u8 d( q3、动态响应：光纤传感器响应频率>10kHz，支持实时动态调整（如电机转速控制）。
三、 典型应用场景
1、 工业机器人：
（1）关节速度控制：激光传感器监测关节位移，计算角速度，实现轨迹跟踪（如焊接机器人）。
（2）末端执行器定位：电容传感器反馈末端位置，PID控制器调整伺服电机转速。
2无刷电机控制：磁致伸缩传感器检测转子位置，控制器调整输入频率以稳定转速。
3、 车辆悬架系统：线性电位计测量悬架位移，ECU调整阻尼力以优化平顺性。
6 o3 Q$ |9 v/ w2 Y& F4、 精密加工机床进给控制：光栅尺测量工作台位移，闭环控制步进电机转速。（未完明天待续：存在不足及应对）


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pengzhiping

图片不是位移传感器吧  是接近开关 感应金属的
5 {1 [( ?! V- H! {3 N: c5 V) b8 @/ z1 c
位移传感器 分 接触式和非接触式。接触式是用弹簧+光栅尺结构
# A' o; d' Q! P非接触式的 激光的 从发射端到接收端 计算反射时间来计算距离的

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其中 基恩士做的比较好点 应用更广

学渣渣

pengzhiping 发表于 2025-4-6 10:15
3 h! I' E# X4 a9 h% a图片不是位移传感器吧  是接近开关 感应金属的
* A5 c9 y6 Z: g2 D. X
位移传感器 分 接触式和非接触式。接触式是用弹簧+光栅尺 ...

“位移传感器 分 接触式和非接触式。接触式是用弹簧+光栅尺结构”
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典型的基础是电阻尺，电阻尺好像没弹簧吧？
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学渣渣

pengzhiping 发表于 2025-4-6 10:15
, a, @% F0 c4 l( F& b; n图片不是位移传感器吧  是接近开关 感应金属的

位移传感器 分 接触式和非接触式。接触式是用弹簧+光栅尺 ...

1 u* n9 `3 m: ^; w/ [一看产品图，觉得就一接近开关，常开常闭而已；
, @! I7 @: ^; f9 a$ _6 w
' o0 J1 R) T4 J) _8 K但是一看输出模拟量，难道这个对应距离？觉得lz应该有点真知灼见，赶紧上网查一下。
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发现这玩意就是一个开关。就这？


2 o* C! }; \. Z- k, r所以层主你说的是对的。
2 X# N1 e* d  y8 Q$ j) O* p  Q  ~+ o: p5 ]
( P( x( i% c3 `" D本着精益求精，毁人不倦的精神，lz删图重发吧。以上。
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" d4 i; `) ]2 s" q2 @6 a9 N

喂我袋盐

@ytzhanggj007  

pengzhiping

漫反射是光电开关  是检测物体表面，检测对象和材质关系不大，和表面粗糙度有关
' R' X% |0 R  Q
你这是金属接近开关

面壁深功

学渣渣 发表于 2025-4-6 16:24
$ a- d5 e- P' v一看产品图，觉得就一接近开关，常开常闭而已；

但是一看输出模拟量，难道这个对应距离？觉得lz应该有 ...

补上，替换原发图
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庙岭叶无道

俺们都用 MTS