玻璃钢雕塑热压成型液压机传感器数字分辨率分析
作为速度测量装置的磁性拾取器的一个重要问题是，在其最简单的形式中，它不会在某个阈值最小速度以下工作。来自磁性拾音器的输出电压不仅在频率上变化，而且在幅度上也变化。楞次定律要求两者都有所不同。在某些低速时，输出电压变得很低，以至于数字计数器无法检测到通过的脉冲。如果它无法检测到它们，则无法对它们进行计数，因此会发生数据错误。这是由幅度调制产生的效果。
例如，在玻璃钢雕塑热压成型液压机泵速的情况下，接近零的条件通常不是很重要，因此磁性拾取器是可行的。但是，如果需要零速检测，则必须用能够检测到齿轮齿直到零速度的磁力拾取器替换磁性拾取器。这种装置是霍尔效应传感器。
霍尔效应解决方案
霍尔效应传感器（图1）的优点在于它不依赖于变化的磁场（伦茨定律）来产生其输出电压。它仅检测磁场的幅度并产生比例输出电压。因此，霍尔效应速度传感器的输出仅在频率上变化，而不是在幅度上变化，直到零速度。
霍尔效应传感器是一个具有波形整形功能的集成电路，因此最终信号是一个恒定最大和最小振幅的方波，其他信号调理电路可以很好地处理。霍尔效应传感器的缺点是需要直流电源为其传感器电路供电。但是，在大多数应用中，这不是一个严重的问题。如果配置正确，如果齿轮周边存在足够的铁磁不规则（齿），该传感器也可用作低分辨率轴编码器。
该速度测量方法依赖于用于其基础数据源的脉冲序列。如果需要非常高的分辨率和速度，并且频率是首选参数，则可以在轴上使用光学编码器。光学编码器的优势在于它们每转可容纳数千个脉冲，即使在频率测量和短门时间的情况下也能提供非常高的分辨率。此外，它们可以降低到零速度，就像霍尔效应传感器一样。然而，光学编码器是最昂贵的类型。
图2总结了磁速拾取传感器的操作。图2不一定代表轴速度的条件，而是设计了一些其他方案来帮助说明AM和FM特征。
图2a表示电动机轴的瞬时速度。它可能是一个不稳定的反馈控制环，正在寻找静止点。轴速度在32和94弧度/秒（或简称为sec-1）之间变化，平均值约为63秒-1。这些角速度对应于305rpm，897rpm，平均轴速度为600rpm。拾取器输出的平均频率（图2b）为62.8秒-1，这意味着每转轴只发生一个脉冲。这不是典型的设置，但它产生的图形将各个点分开，这些点对于说明这种速度测量方法很重要。这是教授所涉及原则的好图表。
图2b有两个重要特征。首先，当轴旋转时，输出频率变化，最高频率与最高速度一致，最低频率与最低速度一致。这应该不足为奇。但请注意，拾音器输出的幅度也会变化。这符合伦茨定律。轴旋转越快，电压越高。这是前面提到的特性，如果速度降到某个最低水平（不经过测试就不容易确定），电压会很低，电子计数器无法检测到。即使轴实际上可以以有限的低速旋转，计数器也将返回零速度值。
图2c显示了使用霍尔效应速度拾取而不是简单磁性类型的效果。它不依赖于速度来产生其输出电压。相反，它产生的输出仅取决于传感元件附近的瞬时磁场强度（磁通密度）的大小。它本身并不产生方波。图2所示的平方是通过伴随霍尔效应传感器的整形电路完成的。
在大门口
另请注意，在图2中，绘制了1秒的时间跨度，并将其放置在图表的任意点。它代表了典型电子数字计数器中的门。计数器打开输入门一段精确时间，例如1.000000秒。当门打开时，来自玻璃钢雕塑热压成型液压机速度传感器的每个脉冲都会向计数器的数字寄存器添加一个计数 - 就像汽车里程表一样。在精确的门控时间过去时，门关闭，并且计数器寄存器保持在1秒内通过的脉冲数，根据定义，脉冲序列的频率以周期/秒或赫兹为单位。
利用如图所示的方波，检测电路可以容易地检测到大的电压变化并可靠地测量脉冲的总数。但是，得到的计数将导致对门间隔时间内的平均频率或速度的评估。它不是瞬时速度。想象一下，1秒间隔现在在图表的某个不同时间开始。电子计数器输出显示中显示的值将取决于第二个门的启动和停止位置。
例如，如果门在1.5秒开始（图2）然后在2.5秒停止，则计数脉冲的数量将大于门在2.5秒开始并以3.5秒结束时的数量。（每次门打开，计数器显示累计计数时，显示的值称为样本。）在正常操作中，以规则或不规则的间隔重复选通和显示（采样）。显示的值会因样本而异，并使我们得出结论：速度是变化的，显然是或者表现不规律，但显然不是。
图片仅供参考，详情请咨询18306370979（陈女士）
现在考虑到门时间已经增加到恰好2秒。无论在何处放置间隔，脉冲总数将为10，这使我们得出速度绝对恒定的结论！图表清楚地显示了不同的情景。但这是频率测量方法的缺点。它们在某个规定的间隔（计数器上的门控时间）内产生平均值，它们总是产生延迟，当用于数据评估和速度控制时，它们有时会出现时间延迟误差。
另一方面，频率测量可能很有用 - 例如，在稳态泵性能测试期间，平均速度是所需的量。但是在进行玻璃钢雕塑热压成型液压机闭环控制时，平均误差和随后的延迟可能难以处理。
图2还显示了较小的时间间隔，标记为一个周期，或霍尔效应输出的一个完整周期。它是两个连续方波脉冲上升沿之间的小时间间隔的量度。图中特定对的选择完全是任意的。在该示例中，两个连续前沿之间的平均时间约为100毫秒。如果我们测量时间间隔，我们可以更快地确定速度 - 如果正确完成，则具有更高的分辨率（更高有效数字）。
要考虑分辨率，请返回1秒间隔。在门间隔期间，将累积10个脉冲（图2），寄存器将读取10 Hz。这只是两位有效数字。为了解决这种不良分辨率，通常将门限时间增加到100秒，这将产生1000或四位有效数字。这提高了分辨率，但成本是延长时间和速度在更长的时间间隔内平均。这取决于应用程序，但两种结果很可能都是非常令人反感的。如果测量周期，我们可以在延迟时间的同时提高分辨率。
霍尔效应解决方案
许多数字电子设备（例如计算机）配备有内部时钟，它只是一个非常高频的电子振荡器。电子计数器的常见值是1 MHz。在正常计数器功能中，内部计数器在发生任意定时的“触发”时启动。触发器还打开门以允许未知信号脉冲进入计数器寄存器。同时，内部计数器正在累加内部时钟脉冲，直到它计数一百万个脉冲，此时它会关闭栅极。以这种方式，精确确定的1秒门以分辨率为PPM发生。
在测量变化信号的周期时，未知输入信号和内部时钟的作用相反。也就是说，输入脉冲的第一个边沿打开一个门。门允许脉冲从时钟传递到计数器寄存器，因此寄存器累积微秒（每秒一百万个时钟脉冲）。当下一个未知输入脉冲的前沿到达时，它会关闭门。所以现在，寄存器的内容是两个连续前沿之间的μsec数。
结果是测量与瞬时速度更加密切相关，并且在更短的时间内获得。一般规则是在频率较高时测量频率，但在频率较低时测量周期。在具有处理器控制的数字系统中，使方法即时切换是相对简单的任务。可以开发非常简单的公式，以确定何时应该进行方法切换，以便为给定的测量情况保持最佳的分辨率。
例如，在玻璃钢雕塑热压成型液压机泵速的情况下，接近零的条件通常不是很重要，因此磁性拾取器是可行的。但是，如果需要零速检测，则必须用能够检测到齿轮齿直到零速度的磁力拾取器替换磁性拾取器。这种装置是霍尔效应传感器。
霍尔效应解决方案
图1.当磁性拾音器配备霍尔效应传感器时，它可以感应到零速度。
霍尔效应传感器（图1）的优点在于它不依赖于变化的磁场（伦茨定律）来产生其输出电压。它仅检测磁场的幅度并产生比例输出电压。因此，霍尔效应速度传感器的输出仅在频率上变化，而不是在幅度上变化，直到零速度。
霍尔效应传感器是一个具有波形整形功能的集成电路，因此最终信号是一个恒定最大和最小振幅的方波，其他信号调理电路可以很好地处理。霍尔效应传感器的缺点是需要直流电源为其传感器电路供电。但是，在大多数应用中，这不是一个严重的问题。如果配置正确，如果齿轮周边存在足够的铁磁不规则（齿），该传感器也可用作低分辨率轴编码器。
该速度测量方法依赖于用于其基础数据源的脉冲序列。如果需要非常高的分辨率和速度，并且频率是首选参数，则可以在轴上使用光学编码器。光学编码器的优势在于它们每转可容纳数千个脉冲，即使在频率测量和短门时间的情况下也能提供非常高的分辨率。此外，它们可以降低到零速度，就像霍尔效应传感器一样。然而，光学编码器是最昂贵的类型。
图2.磁拾取信号是频率调制的，因为数据（速度）包含在频率中。
图2总结了磁速拾取传感器的操作。图2不一定代表轴速度的条件，而是设计了一些其他方案来帮助说明AM和FM特征。
图2a表示电动机轴的瞬时速度。它可能是一个不稳定的反馈控制环，正在寻找静止点。轴速度在32和94弧度/秒（或简称为sec-1）之间变化，平均值约为63秒-1。这些角速度对应于305rpm，897rpm，平均轴速度为600rpm。拾取器输出的平均频率（图2b）为62.8秒-1，这意味着每转轴只发生一个脉冲。这不是典型的设置，但它产生的图形将各个点分开，这些点对于说明这种速度测量方法很重要。这是教授所涉及原则的好图表。
图2b有两个重要特征。首先，当轴旋转时，输出频率变化，最高频率与最高速度一致，最低频率与最低速度一致。这应该不足为奇。但请注意，拾音器输出的幅度也会变化。这符合伦茨定律。轴旋转越快，电压越高。这是前面提到的特性，如果速度降到某个最低水平（不经过测试就不容易确定），电压会很低，电子计数器无法检测到。即使轴实际上可以以有限的低速旋转，计数器也将返回零速度值。
图2c显示了使用霍尔效应速度拾取而不是简单磁性类型的效果。它不依赖于速度来产生其输出电压。相反，它产生的输出仅取决于传感元件附近的瞬时磁场强度（磁通密度）的大小。它本身并不产生方波。图2所示的平方是通过伴随霍尔效应传感器的整形电路完成的。
在大门口
另请注意，在图2中，绘制了1秒的时间跨度，并将其放置在图表的任意点。它代表了典型电子数字计数器中的门。计数器打开输入门一段精确时间，例如1.000000秒。当门打开时，来自玻璃钢雕塑热压成型液压机速度传感器的每个脉冲都会向计数器的数字寄存器添加一个计数 - 就像汽车里程表一样。在精确的门控时间过去时，门关闭，并且计数器寄存器保持在1秒内通过的脉冲数，根据定义，脉冲序列的频率以周期/秒或赫兹为单位。
利用如图所示的方波，检测电路可以容易地检测到大的电压变化并可靠地测量脉冲的总数。但是，得到的计数将导致对门间隔时间内的平均频率或速度的评估。它不是瞬时速度。想象一下，1秒间隔现在在图表的某个不同时间开始。电子计数器输出显示中显示的值将取决于第二个门的启动和停止位置。
例如，如果门在1.5秒开始（图2）然后在2.5秒停止，则计数脉冲的数量将大于门在2.5秒开始并以3.5秒结束时的数量。（每次门打开，计数器显示累计计数时，显示的值称为样本。）在正常操作中，以规则或不规则的间隔重复选通和显示（采样）。显示的值会因样本而异，并使我们得出结论：速度是变化的，显然是或者表现不规律，但显然不是。
图片仅供参考，详情请咨询18306370979（陈女士）
现在考虑到门时间已经增加到恰好2秒。无论在何处放置间隔，脉冲总数将为10，这使我们得出速度绝对恒定的结论！图表清楚地显示了不同的情景。但这是频率测量方法的缺点。它们在某个规定的间隔（计数器上的门控时间）内产生平均值，它们总是产生延迟，当用于数据评估和速度控制时，它们有时会出现时间延迟误差。
另一方面，频率测量可能很有用 - 例如，在稳态泵性能测试期间，平均速度是所需的量。但是在进行玻璃钢雕塑热压成型液压机闭环控制时，平均误差和随后的延迟可能难以处理。
图2还显示了较小的时间间隔，标记为一个周期，或霍尔效应输出的一个完整周期。它是两个连续方波脉冲上升沿之间的小时间间隔的量度。图中特定对的选择完全是任意的。在该示例中，两个连续前沿之间的平均时间约为100毫秒。如果我们测量时间间隔，我们可以更快地确定速度 - 如果正确完成，则具有更高的分辨率（更高有效数字）。
要考虑分辨率，请返回1秒间隔。在门间隔期间，将累积10个脉冲（图2），寄存器将读取10 Hz。这只是两位有效数字。为了解决这种不良分辨率，通常将门限时间增加到100秒，这将产生1000或四位有效数字。这提高了分辨率，但成本是延长时间和速度在更长的时间间隔内平均。这取决于应用程序，但两种结果很可能都是非常令人反感的。如果测量周期，我们可以在延迟时间的同时提高分辨率。
霍尔效应解决方案
许多数字电子设备（例如计算机）配备有内部时钟，它只是一个非常高频的电子振荡器。电子计数器的常见值是1 MHz。在正常计数器功能中，内部计数器在发生任意定时的“触发”时启动。触发器还打开门以允许未知信号脉冲进入计数器寄存器。同时，内部计数器正在累加内部时钟脉冲，直到它计数一百万个脉冲，此时它会关闭栅极。以这种方式，精确确定的1秒门以分辨率为PPM发生。
在测量变化信号的周期时，未知输入信号和内部时钟的作用相反。也就是说，输入脉冲的第一个边沿打开一个门。门允许脉冲从时钟传递到计数器寄存器，因此寄存器累积微秒（每秒一百万个时钟脉冲）。当下一个未知输入脉冲的前沿到达时，它会关闭门。所以现在，寄存器的内容是两个连续前沿之间的μsec数。
结果是测量与瞬时速度更加密切相关，并且在更短的时间内获得。一般规则是在频率较高时测量频率，但在频率较低时测量周期。在具有处理器控制的数字系统中，使方法即时切换是相对简单的任务。可以开发非常简单的公式，以确定何时应该进行方法切换，以便为给定的测量情况保持最佳的分辨率。
