机忆械新（21）——谈位移传感器用于速度控制（上）

面壁深功

谈位移传感器用于速度控制（上）
6 K9 ^' N0 @0 r2 E9 L% c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。
  z1 l8 z1 c; V# D一、核心原理：位置微分计算速度
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)
4 g4 s! M; e& }/ D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：
- A2 U! I3 x$ C$ V5 S/ F( @0 a1、 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）。
; _7 z0 r- S  t$ }& B3 }4 A4 v2、 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。
- E6 N1 N( X8 l二、技术优势：高精度与实时反馈
8 ^' m$ L% G4 i4 h5 G- Q位移传感器在速度控制中的优势体现在：
1、 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）。
" e5 S( G4 M7 R; n' H& |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。
3、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
7 H: o$ I4 K" }+ Z( e5 U; m1、 工业机器人：
; j5 f* V% y7 \0 y" r$ t! z（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）。
" C: G( d: q& B2 o1 D0 i（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。
7 k  _+ t0 ~$ s3、 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。
4、 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
+ ~) \, G( }9 g
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
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
. [8 Q- f3 J% T  s- d: b# P, _

/ w# A  s. g3 \+ `6 B* a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
图片不是位移传感器吧  是接近开关 感应金属的
) f7 J: d8 \9 u( Y$ S$ C0 X
+ ]- W) R2 D3 j0 n* U+ U8 R位移传感器 分 接触式和非接触式。接触式是用弹簧+光栅尺 ...

+ A5 E6 I7 t5 j$ F. G“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”

典型的基础是电阻尺，电阻尺好像没弹簧吧？

学渣渣

pengzhiping 发表于 2025-4-6 10:15
7 Q; D* j5 ^2 o/ y  N1 I9 i* P图片不是位移传感器吧  是接近开关 感应金属的

6 n4 K: f, A7 @/ j, M8 |  [位移传感器 分 接触式和非接触式。接触式是用弹簧+光栅尺 ...

一看产品图，觉得就一接近开关，常开常闭而已；
  Y" l0 f. r9 i; U" z5 X( _
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。


. }2 b" S* q' b. R5 e发现这玩意就是一个开关。就这？

3 s, a) t, F: V
所以层主你说的是对的。
% e! w: j) a9 U: h
# w' g4 M) ?/ B6 ?本着精益求精，毁人不倦的精神，lz删图重发吧。以上。
" B  a& F7 R; v, l+ W

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
+ }* G, F2 j+ X3 d1 G3 ^6 [$ i! S
: H1 [& ^4 o5 w5 q3 S- w你这是金属接近开关

面壁深功

学渣渣 发表于 2025-4-6 16:24
& _2 V6 Y" T; H7 c一看产品图，觉得就一接近开关，常开常闭而已；
% h$ Y3 P; L1 H$ B% A0 ]
0 K0 _3 \( R9 l: _7 g但是一看输出模拟量，难道这个对应距离？觉得lz应该有 ...

0 x. p" @' k& b  s- d4 Y6 I+ C补上，替换原发图
! d; U8 o" o+ m- p5 T, j

庙岭叶无道

俺们都用 MTS