解析传感器在工业运动控制中的应用

（文章来源：电子元件技术网）

传感器是数据收集，系统监测和控制反馈的重要组成部分。在运动控制应用中，传感器采用旋转或直线编码器进行位置反馈，传感器（如用于速度传感的转速计），甚至接近开关来启动或停止某些机器动作。例如在液压运动控制系统中，压力传感器是控制的关键部分。

另一种常用的位置测量传感器是磁致伸缩线性位移传感器（MLDT）。MLDT具有使用不与传感器管接触的移动磁铁的优点，避免机械磨损，并提供绝对位置读数。传感器大量存在于工业设计，消费产品以及其中的一切。随着物联网（IoT）和工业物联网（IIoT）的兴起，传感器开始渗透进入更多的应用领域。

例如，在游戏世界，硅谷的钛猎鹰公司出售可穿戴的智能戒指——Talon，它可以让手机玩家玩游戏，看到更多的屏幕，却不用触摸他们的移动设备。Titanium Falcon的联合创始人兼首席执行官Juan Guo说：“传统上，大约30％的游戏屏幕被用户的手或手指挡住了。使用实时3D跟踪，Talon胜过屏幕上的2D控制，让玩家使用快速简单的波浪和手势来控制应用程序。”

Talon的电子内部包括一个微控制器和一个运动传感器，可以跟踪旋转和横向运动（九个自由度）。相比之下，Xbox Kinect等游戏设备中的传统运动控制则使用运动捕捉技术，其精度有限且预定义的设置空间不足。Talon也比传统界面小90％。

在线控转向应用中，Piher的空心轴PST-360非接触式霍尔效应磁性传感器提供准确的踏板或制动位置。传感器的贯穿轴技术可以将其包裹在轴的任何位置，从而可以在源头直接进行检测。它可以让工程师将全功能的旋转传感器直接集成到现有的轴上，而不会出现诸如通常伴随着编码器或其他贯穿轴传感装置的齿轮的包装问题。由于没有机械接口，这种”干净“配置有助于在传感器的整个使用寿命期间获得准确和精确的输出信号，这是5000万次循环，包括IP67保护密封。

非接触式霍尔效应磁性传感器是一种功能齐全的旋转传感器，用于在公路和越野车辆线控转向应用中精确踏板或制动器定位。传感器元件是旋转环形磁体。在内部，只有两个主要的非接触部件 - 磁体（唯一的移动部件）和电子部件。由于环形磁铁永远不会与传感电子元件接触，因此对尘土或污垢不敏感，因此可承受高振动周期。

PST-360尤其适用于公路和越野车辆（如拖拉机，叉车，卡车，赛车等）的极端环境应用。依靠智能传感器，叉车，伸臂堆垛机或自动导引车（AGV）等工业车辆。位置，角度，倾斜度，速度和提升高度的绝对测量已经越来越成为智能工业车辆不可或缺的组成部分。

传感器有助于节省时间，减少人为错误，提高生产力，最重要的是确保提高安全水平。可以使程序自动化，或向驾驶员显示有用的信息，例如提升高度，叉子位置或升降桅杆的倾斜度。为了能够安全，轻松地实现这些功能，像SIKO公司这样的公司提供线驱动编码器，角度传感器和倾斜传感器。

全新的冗余线控编码器符合SIL 2和性能等级d的整个系统的安全要求。SG32，SG42和SG62新型冗余导线编码器用于叉车和AGV系统，使其在测量升降桅杆高度时更加可靠。SIKO提供的三种传感器产品，包括线驱动编码器，角度传感器和倾斜角度传感器，专为叉车等工业车辆设计。

SG32，SG42和SG62线驱动编码器通过特殊的完整冗余传感器技术来提供更高的安全性，用于测量绝对位置。两个完全分开传感器系统测量绝对位置并将其作为模拟信号单独给出。这些线驱动编码器的测量范围在3米到6米之间，非常适合测量无人驾驶运输系统上升降桅杆的绝对高度。对于叉车，可以使用长达15米的版本。所有的传感器都配有冗余接口，电位计，模拟电流或电压以及CANopen。

这些编码器的补充是角度传感器。首先是称为AH25S的节省空间和坚固的角度传感器，专门用于测量无人驾驶运输系统的转向角度。与此类系统的设计人员密切合作开发了一种带有盲孔空心轴的精确微型角度传感器，使其易于组装，并以其坚固的压铸外壳为现有的塑料传感器提供真正的替代品。精确的感应能够以12位的分辨率在360°上进行绝对测量，并通过模拟接口提供无时间延迟的角度位置。

最后，为了可靠地检测升降桅杆以及整个车辆的倾斜角度，SIKO提供了两个倾斜角度传感器IK360和IK360L。基于MEMS的倾角传感器采用IP69K高防护等级完全密封，可提供两种精度（0.1°和0.5°）的变体。两个传感器都可以作为单轴变量（0到360°）或双轴变量（+/- 80°）。