具有運(yùn)動式機(jī)械組件的系統(tǒng)通常有必要對正在旋轉(zhuǎn)的東西進(jìn)行測定。

在汽車中，要使用車速表、牽引控制器、防抱死制動器和巡航控制器均需測知車輪的速度。應(yīng)該對引擎的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)進(jìn)行監(jiān)視，以控制變速器，使車速保持在最高安全速度以下。電動車窗通常由一種具有閉環(huán)旋轉(zhuǎn)檢測功能的小型電機(jī)進(jìn)行控制。而且我們不要忘記，當(dāng)您最喜歡的歌曲開始播放之際，無線電系統(tǒng)需要對音量旋鈕進(jìn)行檢測(在您轉(zhuǎn)動該旋鈕時)。

除汽車外，旋轉(zhuǎn)檢測技術(shù)還適合許多其它應(yīng)用，被用于電機(jī)軸、風(fēng)扇、齒輪、渦輪和計算機(jī)鼠標(biāo)滾輪。本圖展示了一個用該技術(shù)來測定流體流速的例子：

這種類型的傳感器名為旋轉(zhuǎn)編碼器，分兩大類：絕對編碼器(它們能以度為單位來辨析確切位置)和增量編碼器(它們可探測相對變化)。絕對編碼器的一個簡單例子是電位計。

在增量編碼器的范圍內(nèi)，兩個主要類型是“惟速度型”和“速度與方向型”。第一種類型：當(dāng)發(fā)生任何旋轉(zhuǎn)時，傳感器只能產(chǎn)生脈沖，不能區(qū)分順時針旋轉(zhuǎn)與逆時針旋轉(zhuǎn)。第二種類型：可添加方向信息，并且通過另加一個傳感器來完成方向信息的添加任務(wù);然后系統(tǒng)中的控制器可判斷兩個傳感器之間的轉(zhuǎn)變順序，以了解在向哪個方向轉(zhuǎn)動。

適用于增量編碼器的流行檢測方法

適合增量編碼器的3種最常見技術(shù)法是機(jī)械技術(shù)法、光學(xué)技術(shù)法和磁性技術(shù)法。

機(jī)械技術(shù)法：這類方法是接觸式的，其中旋轉(zhuǎn)片上的金屬刷可有選擇地與定子上的金屬區(qū)進(jìn)行接觸。在印刷電路板(PCB)上，電壓可被施加到一個端子上，當(dāng)發(fā)生旋轉(zhuǎn)時可在切換端子上測定電壓的存在。這是最原始的方法，有幾個劣勢：

接觸面上的摩擦?xí)尳佑|面隨著時間的推移逐步磨損。

存在污染物(如污垢和腐蝕生成物)時接觸面將不能很好地工作。

帶寬(每秒探測值)在很大程度上受刷子的去除抖動時間(可以是毫秒級的)限制。

機(jī)械設(shè)計和組裝過程可能有些復(fù)雜。

光學(xué)技術(shù)法：這類方法通常需要一個切出了小孔(掩模)的磁盤，一側(cè)有一個發(fā)光二極管(LED)，另一側(cè)有兩個光電探測器。任何其它類型的編碼器能達(dá)到的最高分辨率光學(xué)編碼器均可達(dá)到，且每轉(zhuǎn)具有數(shù)千次脈沖，但隨之而來的是嚴(yán)格的制造和對準(zhǔn)公差。應(yīng)用范圍從計算機(jī)鼠標(biāo)滾輪一直到高端半導(dǎo)體光刻設(shè)備。常見缺點(diǎn)是它在惡劣的工業(yè)環(huán)境中缺乏穩(wěn)健性，因為任何物理污染物均會阻擋光線，感應(yīng)可能成為一個問題。另外，在高溫下LED的壽命將縮短。

磁性技術(shù)法：一個3引腳的霍爾效應(yīng)集成電路(IC)和旋轉(zhuǎn)片上的一塊小磁鐵相匹配是一種出奇簡單卻穩(wěn)健的方法，可測定速度。DRV5033-Q1在此很適用。該傳感器可被完全封閉，與環(huán)境隔離，并且磁鐵的磁場可穿越一段距離，不受兩者間大多數(shù)類型的污染物的影響。

要通過磁性技術(shù)法測定速度與方向，標(biāo)準(zhǔn)的解決方案是使用兩個鎖存型霍爾傳感器和一塊南北極交變的環(huán)形磁鐵。例如，DRV5013-Q1和一塊這樣的磁鐵。如下圖所示，當(dāng)每個傳感器接近南極時，它產(chǎn)生低電平輸出;當(dāng)接近北極時則引起高電平輸出。兩個傳感器產(chǎn)生的輸出被稱為正交輸出 —— 這是一個雅名，用于相位差為90°的信號。

對任何給定的2位狀態(tài)來說，均有一個用于順時針增量的獨(dú)特2位狀態(tài)和另一個用于逆時針增量的獨(dú)特2位狀態(tài)。因此，微控制器固件相當(dāng)簡單。