位置傳感器的應用：位置傳感器的應用實例有哪些
相信大家除了在高中物理課本上學習過一定的有關(guān)于傳感器的原理之后，在之后的生活中很少會聽說過相關(guān)的傳感器知識了吧。但是其實在日常生活中，位置霍爾傳感器的應用卻是非常普遍的了，像是隨處可見的汽車，就有利用到這一原理。
應用范圍
位置傳感器的應用范圍非常廣泛，位置傳感器的類型也比較多，位置傳感器不斷發(fā)展，應用不斷擴大，已經(jīng)成為生活中不可缺少的得力助手。人們也正在慢慢的把位置傳感器的應用進行擴大，使位置傳感器更加智能化，更加現(xiàn)代化，但有很多都是在預想中，并沒有實例。下面就介紹一下位置傳感器的應用實例，看看在生活中的哪方面有位置傳感器的身影。
1、曲軸和凸輪軸位置傳感器
曲軸位置傳感器（CrankshaftPositionSensor，CPS）又稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，其功用是采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，并輸入電子控制單元（ECu），以便確定點火時刻和噴油時刻。
2、光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器
日產(chǎn)公司生產(chǎn)的光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器是由分電器改進而成的，主要由信號盤（即信號轉(zhuǎn)子）、信號發(fā)生器、配電器、傳感器殼體和線束插頭等組成。傳感器專家網(wǎng)上還有更多的相關(guān)知識，如果大家有興趣的可以去傳感器專家網(wǎng)進行學習。
3、磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器
磁感應式傳感器的工作原理，磁力線穿過的路徑為永久磁鐵N極一定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙一轉(zhuǎn)子凸齒一轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙一磁頭一導磁板一永久磁鐵S極。當信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁路中的氣隙就會周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應原理，傳感線圈中就會感應產(chǎn)生交變電動勢。
4、霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器
霍爾式傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理
霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器及其他形式的霍爾式傳感器都是根據(jù)霍爾效應制成的傳感器。
霍爾效應
霍爾效應（HallEffect）是美國約翰？霍普金斯大學物理學家霍爾博士（Dr.E.H.Hall）于1879年首先發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)把一個通有電流I的長方體形白金導體垂直于磁力線放入磁感應強度為B的磁場中時（見圖2-27），在白金導體的兩個橫向側(cè)面上就會產(chǎn)生一個垂直于電流方向和磁場方向的電壓UH，當取消磁場時，電壓立即消失。該電壓后來稱為霍爾電壓，UH與通過白金導體的電流I和磁感應強度B成正比。
優(yōu)點
利用霍爾效應制成的元件稱為霍爾元件，利用霍爾元件制成的傳感器稱為霍爾式傳感器。利用霍爾效應不僅可以通過接通和切斷磁場來檢測電壓，而且可以檢測導線中流過的電流，因為導線周圍的磁場強弱與流過導線的電流成正比關(guān)系。20世紀80年代以來，汽車上應用的霍爾式傳感器與日劇增，主要原因在于霍爾式傳感器有兩個突出優(yōu)點：一是輸出電壓信號近似于方波信號;二是輸出電壓高低與被測物體的轉(zhuǎn)速無關(guān)。霍爾式傳感器與磁感應式傳感器不同的是需要外加電源。
其實物理知識可以說是咋人們的日常工作生活中英勇的最普遍的了，位置霍爾傳感器的應用更是促進了行車記錄的快速發(fā)展。如需購買傳感器等電子元器件，請移步 唯樣商城 選購。
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位置傳感器的應用：常見位置傳感器類型
原標題：常見位置傳感器類型
位置傳感器被廣泛應用于各種工業(yè)和商業(yè)應用中，從高端軍用和防務應用到低成本的汽車和家用電器。事實上，繼溫度測量之后，位置測量是我們生活中需要測量的第二種最常見的特性。
北京優(yōu)利威 | 位置傳感器用于軍事和國防應用
現(xiàn)今，有很多令人眼花繚亂的位置傳感器可供選擇，如何選擇合適的位置傳感器？這一節(jié)概述了傳感器的主要類型以及它們各自的優(yōu)缺點。
1 電位計
雖然有一種傾向于非接觸式傳感器的趨勢，但電位計（pot）仍然是最常見的位置傳感器。這種傳感器通過測量電觸點沿著電阻條的電壓降，而測量位置與電壓輸出成比例。電位計有旋轉(zhuǎn)型、直線型和曲線型結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。一個簡單的電位計只需花費幾便士，而高精度的電位計則可能需要200美元以上。通過激光對電阻條進行微調(diào)，線性度可達到小于0.01%。
電位計在適當?shù)墓ぷ餮h(huán)、良好的環(huán)境和性能要求不嚴格的應用場合中工作良好。不幸的是，電位計容易磨損，尤其是在高振動環(huán)境，或者灰塵/沙粒等外來物質(zhì)會使電阻條受到磨損。高質(zhì)量的電位計以工作循環(huán)數(shù)給出壽命指標，但往往忽略了振動的影響。
還必須注意的是，電位計指標種經(jīng)常引用“無限分辨率”。雖然理論上是這樣，但許多控制系統(tǒng)需要數(shù)字數(shù)據(jù)，因此實際的分辨率將是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率（設(shè)計時要考慮這個成本）。
奇怪的是，在航空航天、醫(yī)療和石化行業(yè)的一些安全相關(guān)應用中，電位計被歸類為“簡單傳感器”。這意味著，雖然電位計有很多的故障模式，但它們并不像電子傳感器那樣受到嚴格的設(shè)計和選型審查。這是一個愚蠢但是真實的情形，使得在某些應用中取代不可靠的電位計很困難。
優(yōu)勢: 低成本；結(jié)構(gòu)簡潔；重量輕；制造精度高。
劣勢： 易磨損；耐振動差；對外來物敏感；不適合苛刻溫度環(huán)境。
北京優(yōu)利威 | 典型單圈電位計
2 光電式位置傳感器
光電傳感器通常被稱為編碼器，它們是位置傳感器的一種常見形式，從簡單的價格幾美元的編碼器到價格超過1萬美元的高精密編碼器。在所有這些傳感器中，基本原理都是一樣的：光束照射到光柵，光電探測器測量光，產(chǎn)生一個位置信號。
北京優(yōu)利威 | 光學傳感器利用光學圓盤測量角度
整體式旋轉(zhuǎn)編碼器應用很廣泛，通常每一轉(zhuǎn)有50-5000脈沖（cpr）輸出，實踐證明在良好的應用環(huán)境中工作良好。然而，在更苛刻的環(huán)境中，如果鏡頭或光柵系統(tǒng)被諸如灰塵、碎屑或水等外來雜志遮擋，那么測量就會失效。
在光電傳感器選型時，需要特別注意的是，如果傳感器標稱每一轉(zhuǎn)1000個脈沖（cpr）輸出，這并不意味著它能達到1/1000轉(zhuǎn)的準確度。傳感器的數(shù)據(jù)表需要仔細閱讀，特別是編碼器套件或環(huán)形編碼器，傳感器安裝要求非常精密，并且確保沒有被污染。
如果編碼器采用是玻璃編碼盤，該編碼器只有有限的抗沖擊能力。
優(yōu)勢: 高分辨率；精密安裝可得到良好準確度；廣泛應用。
劣勢: 對外來物體敏感；失效前無任何征兆；耐沖擊差；不適合極端溫度。
3 磁位置傳感器
磁傳感器都使用類似的測量原理：當永磁體與磁探測器有相對移動時，磁場的變化與它們的相對位移成比例。一種常見的形式是Hall效應傳感器，可以制造成芯片形式。它們常用于汽車和電動機的應用場合，性能適中。
北京優(yōu)利威 | Hall效應傳感器是最常見的磁傳感器
磁傳感器克服了許多與光電編碼器有關(guān)的缺陷，因為它們對外來物質(zhì)更有容忍性。然而，這些傳感器很少被用于高準確度要求的應用，這是由于磁滯效應，以及運動和靜止部件之間的精密機械加工的影響。應仔細研究任何磁傳感器數(shù)據(jù)表中的安裝公差、溫度系數(shù)和工作溫度指標。
更進一步，要考慮磁性材料或電纜的接近。永磁體可能吸引一些外部雜質(zhì)，傳感器失效的一個因素就是雜質(zhì)碎屑隨時間的累積。
在有惡劣沖擊的環(huán)境中，通常不選擇磁傳感器，因為當今的NdFeB永磁體眾所周知的脆性。
優(yōu)點： 非常堅固牢靠；大多數(shù)液體沒有影響。
缺點: 溫漂；滯環(huán)；不適合高準確度應用；對附近導磁材料、直流磁場敏感；耐沖擊能力差。
4 磁致伸縮位置傳感器
這種傳感器利用一種特殊的現(xiàn)象，叫做“磁致伸縮”。這種現(xiàn)象存在于一些材料中，當磁鐵靠近材料時，它會使沿著材料傳遞的能量發(fā)生反射。位置可以從能量脈沖沿著磁致伸縮材料來回移動的時間來測量，磁致伸縮材料通常是一條細線或一條帶。
幾乎所有的磁致伸縮傳感器都是直線傳感器，因為精細的磁致伸縮帶必須小心地安裝在殼體內(nèi)，比如鋁型。殼體使得磁致伸縮傳感器不受磨損和壽命問題的影響，適用于高壓應用場合，比如液壓油缸。
每一個傳感器，與精密的外殼組合后，都需要由制造商來校準，這使得磁致伸縮傳感器相對昂貴。對飛逝時間的一些影響因素，該技術(shù)很敏感，最明顯的就是對溫度的敏感。
磁致伸縮數(shù)據(jù)表中的標稱準確度指標通常是在恒定溫度條件下的，因此，設(shè)計工程師需要利用給出的溫度系數(shù)來計算實際能達到的準確度。
微小的磁致伸縮材料非常精細，其長度兩端的支架至關(guān)重要。最終的結(jié)果是，磁致伸縮傳感器不應被選擇用于嚴酷的沖擊/振動環(huán)境中。
優(yōu)點: 堅固牢靠；適合高壓環(huán)境應用；長度增加，準確度提高。
缺點: 相當昂貴；不耐沖擊；溫漂大；短量程準確度低(<100mm)。
北京優(yōu)利威 | 磁致伸縮位置傳感器
5 電容式位置傳感器
電容器是一種積累電荷的電子元件。通常，它有兩個電極板，由絕緣體隔開。電容器可以儲存的電荷量根據(jù)電極板的尺寸大小、它們之間的重疊百分比、他們之間的距離以及板間材料的介電常數(shù)而變化。在最簡單的形式中，電容式位置傳感器可用來測量電極板間的距離。在力、應變和壓力測量中，位移通常在小于1mm范圍內(nèi)。
另一種旋轉(zhuǎn)或直線位置傳感形式，在測量軸上，切割或蝕刻了一系列的電極板。當另一個板塊移動時，電路中沿著軸方向上的電容會變化，反映出兩個極板之間的相對位置。電容式位置傳感器是不常見的，很少用于安全相關(guān)的應用。不幸的是，除了電極板的重疊因素等，電容會隨著溫度、濕度、周圍材料和外界異物的不同而變化，這使得研發(fā)一個穩(wěn)定的、高準確度的位置傳感器具有挑戰(zhàn)性。
我在傳感器、自動化和電子產(chǎn)品領(lǐng)域工作了近30年。我還沒有遇到一個設(shè)計工程師，他對他選擇的電容式位置傳感器很滿意。電容式傳感器在經(jīng)驗豐富的工程師中名聲不佳，不太可能被選用在與安全相關(guān)的場合中。一些制造商已經(jīng)不再提及“電容式”，取而代之的是使用諸如電荷存儲、電荷耦合或電效應之類的替代術(shù)語來混淆視聽。這種做法很不好，因為有太多的可能性傳感器要出錯，除非你是在高度穩(wěn)定和臨床應用中進行高精度的測量，否則最好避使用電容式位置傳感器。
優(yōu)點: 結(jié)構(gòu)簡單；低功耗。
缺點: 溫度和濕度漂移系數(shù)大；對外部物質(zhì)進入很敏感；安裝公差要求嚴格。
6 傳統(tǒng)感應式位置傳感器
傳統(tǒng)的感應式位置傳感器利用感應或變壓器原理，已經(jīng)使用了100多年。它們在惡劣環(huán)境下安全、可靠的工作特性贏得了極佳的聲譽，使得它們在許多安全相關(guān)的應用中幾乎成了首選傳感器。
北京優(yōu)利威 | 傳統(tǒng)的感應傳感器安全可靠
直線感應式位置傳感器通常被稱為可變磁阻或線性差動變壓器（LVDT）。旋轉(zhuǎn)形式的有同步器，旋轉(zhuǎn)變壓器和RVDT。LVDT采用變壓器結(jié)構(gòu)，至少有3個線圈：一個初級線圈，二個級線圈級。當磁棒在線圈中移動時，它會改變初級線圈和次級線圈之間的電磁耦合。感應信號的比值表明了磁棒相對于線圈的位置。這種比率測量技術(shù)是LVDT實現(xiàn)高穩(wěn)定性和測量性能的關(guān)鍵。
光電和磁傳感器需要電子電路部分就在測量點附近，而感應式傳感器可以將電子電路部分從測量點移開，這樣傳感器就可以工作在惡劣的環(huán)境中，而電子電路部分可工作在更溫和的環(huán)境中。
然而，由于繞繞變壓器的結(jié)構(gòu)，它們往往體積大，價格昂貴。
優(yōu)點: 高準確度；高可靠；堅固牢靠；適合苛刻環(huán)境；使用廣泛。
缺點: 價格昂貴，體積、重量大。
7 新一代感應式編碼器IncOder（北京優(yōu)利威）
新一代的感應傳感器，通常稱為IncOder，采用與傳統(tǒng)感應式傳感器相同的原理，因此可在惡劣的環(huán)境中提供優(yōu)異的、非接觸的測量性能。然而，這些傳感器并沒有采用傳統(tǒng)感應式傳感器笨重的線繞結(jié)構(gòu)，而是在柔性或剛性的基板上使用印刷電路板技術(shù)。
印制繞組技術(shù)有如下特殊優(yōu)勢：
生產(chǎn)成本、尺寸和重量大幅降低
結(jié)構(gòu)形式上更大的靈活性
消除了傳統(tǒng)感應式傳感器繞線過程中的不準確性
可實現(xiàn)復雜的幾何圖形測量，如曲線、二維和三維位置測量
采用多層印制電路板可將多個傳感器集成在一起（安全相關(guān)應用冗余傳感器）
北京優(yōu)利威 | 新一代感應式編碼器IncOder
EMC性能，通常與旋轉(zhuǎn)變壓器和LVDT的一樣好。這一點可以從航空航天和軍用應用場合中日益增加的選擇得到證明。返回搜狐，查看更多
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位置傳感器的應用：請問位置傳感器的工作原理？有哪些應用？
位置傳感器可用來檢測位置，反映某種狀態(tài)的開關(guān)，和位移傳感器不同，位置傳感器有接觸式和接近式兩種。
接觸式傳感器的觸頭由兩個物體接觸擠壓而動作，常見的有行程開關(guān)、二維矩陣式位置傳感器等。行程開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、價格低廉。當某個物體在運動過程中，碰到行程開關(guān)時，其內(nèi)部觸頭會動作，從而完成控制，如在加工中心的X、Y、Z軸方向兩端分別裝有行程開關(guān)，則可以控制移動范圍。二維矩陣式位置傳感器安裝于機械手掌內(nèi)側(cè)，用于檢測自身與某個物體的接觸位置。
接近開關(guān)是指當物體與其接近到設(shè)定距離時就可以發(fā)出“動作”信號的開關(guān)，它無需和物體直接接觸。接近開關(guān)有很多種類，主要有電磁式、光電式、差動變壓器式、電渦流式、電容式、干簧管、霍爾式等。接近開關(guān)在數(shù)控機床上的應用主要是刀架選刀控制、工作臺行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。
傳感器原理及應用，1分鐘帶你了解，看完你就明白了
