作者：Ramaditya Kotha

測(cè)量非常快速旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)是車輛系統(tǒng)中的普遍挑戰(zhàn)。為了準(zhǔn)確地衡量某物在不觸摸編碼器（例如編碼器）的情況下旋轉(zhuǎn)的速度，UCLA Baja賽車團(tuán)隊(duì)利用了Littelfuse 55075系列的齒輪齒傳感器。在本文中，我們將探討齒輪齒傳感器如何使用大廳效果運(yùn)行，以及我們?nèi)绾卧谫愜嚿鲜褂盟鼈兊膶?shí)例。閱讀本文后，您應(yīng)該能夠?qū)嵤┳约旱凝X輪齒傳感器解決方案！

理論

齒輪傳感器（例如Littelfuse 55075）使用大廳效果來檢測(cè)亞鐵材料。這是一個(gè)密集的陳述，所以讓我們花一秒鐘的時(shí)間拆開它。鐵質(zhì)材料（或任何具有高磁滲透性的材料）具有非常特殊的特性：它們可以引導(dǎo)和集中磁場(chǎng)。在下圖中，您可以清楚地看到，將一塊鐵質(zhì)物質(zhì)引入典型的棒磁鐵的磁場(chǎng)將磁場(chǎng)直接集中在其前面。這意味著，隨著材料通過傳感器的表面?zhèn)鬟f，磁場(chǎng)的強(qiáng)度將變得越來越弱。像55075系列這樣的齒輪傳感器通常將此磁鐵嵌入傳感器主體中，但是您應(yīng)該檢查傳感器的數(shù)據(jù)表，以確保！

來源：[愛德華·拉姆森]

但這一原理有何用處？我們又該如何檢測(cè)這一現(xiàn)象？答案在于霍爾效應(yīng)?；魻栃?yīng)利用了磁場(chǎng)會(huì)推動(dòng)移動(dòng)電荷的特性——正負(fù)電荷會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng)，從而讓我們能通過電壓來檢測(cè)磁場(chǎng)！通過讀取該電壓值，我們即可通過傳感器量化磁場(chǎng)強(qiáng)度。關(guān)于霍爾效應(yīng)傳感器的工作原理涉及諸多復(fù)雜細(xì)節(jié)，為此我們特地準(zhǔn)備了有機(jī)化學(xué)導(dǎo)師的講解視頻來說明其工作原理！

大廳效應(yīng)在行動(dòng)中的圖片。由于磁場(chǎng)而移動(dòng)的電荷會(huì)產(chǎn)生我們可以測(cè)量的電壓VH！

執(zhí)行

通過測(cè)量大廳的效果，齒輪齒傳感器可以讀取時(shí)，齒輪傳遞通過它們。正如我說的那樣，我們可以用它來讀取旋轉(zhuǎn)對(duì)象的速度（前提是它是亞屬的）。值得慶幸的是，由于55075系列中的一些其他電路魔術(shù)，我們不必?fù)?dān)心閱讀和解釋霍爾效應(yīng)電壓。取而代之的是，當(dāng)傳感器檢測(cè)到鐵質(zhì)材料的存在時(shí)，它會(huì)輸出數(shù)字高信號(hào)，而數(shù)字低信號(hào)則否則。

我們可以使用微控制器（如Arduino uno）輕松解釋這些數(shù)字信號(hào)。我們將使用在汽車上使用的相同傳感器：[55075 by Littelfuse] 。如下所示，將傳感器連接到傳感器。

在此示例中，我們將使用齒輪齒傳感器測(cè)量車輛前輪的速度。

演示中如何實(shí)現(xiàn)齒輪傳感器的圖片。

齒輪齒傳感器盤旋成紅色。它設(shè)置為讀取鋼制動(dòng)盤中的插槽。當(dāng)車輪（和制動(dòng)盤）旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器會(huì)在盤中的插槽通過時(shí)輸出邏輯低。如果您無法使用Baja汽車，請(qǐng)不用擔(dān)心！您還可以在傳感器的臉上揮動(dòng)所有螺母物品，以測(cè)試它是否有效！我們喜歡在捏中使用鋼螺栓。

在越野賽車中使用齒輪傳感器

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2025-03-19 |經(jīng)過Ramaditya Kotha

接近大廳效應(yīng)Arduino

測(cè)量非常快速旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)是車輛系統(tǒng)中的普遍挑戰(zhàn)。為了準(zhǔn)確地衡量某物在不觸摸編碼器（例如編碼器）的情況下旋轉(zhuǎn)的速度，UCLA Baja賽車團(tuán)隊(duì)利用了Littelfuse 55075系列的齒輪齒傳感器。在本文中，我們將探討齒輪齒傳感器如何使用大廳效果運(yùn)行，以及我們?nèi)绾卧谫愜嚿鲜褂盟鼈兊膶?shí)例。閱讀本文后，您應(yīng)該能夠?qū)嵤┳约旱凝X輪齒傳感器解決方案！

理論

齒輪傳感器（例如Littelfuse 55075）使用大廳效果來檢測(cè)亞鐵材料。這是一個(gè)密集的陳述，所以讓我們花一秒鐘的時(shí)間拆開它。鐵質(zhì)材料（或任何具有高磁滲透性的材料）具有非常特殊的特性：它們可以引導(dǎo)和集中磁場(chǎng)。在下圖中，您可以清楚地看到，將一塊鐵質(zhì)物質(zhì)引入典型的棒磁鐵的磁場(chǎng)將磁場(chǎng)直接集中在其前面。這意味著，隨著材料通過傳感器的表面?zhèn)鬟f，磁場(chǎng)的強(qiáng)度將變得越來越弱。像55075系列這樣的齒輪傳感器通常將此磁鐵嵌入傳感器主體中，但是您應(yīng)該檢查傳感器的數(shù)據(jù)表，以確保！

來源：愛德華·拉姆森

但是，這是如何有用的，我們?nèi)绾螜z測(cè)這種現(xiàn)象？答案在于大廳的效果。大廳效應(yīng)利用了磁場(chǎng)推動(dòng)移動(dòng)電荷的事實(shí)。不同標(biāo)志的電荷朝相反的方向移動(dòng)，使我們能夠?qū)⒋艌?chǎng)視為電壓！通過讀取此電壓，我們可以通過傳感器量化磁場(chǎng)的強(qiáng)度。大廳效應(yīng)傳感器的工作方式的細(xì)節(jié)可能會(huì)變得毛茸茸，所以這里是有機(jī)化學(xué)導(dǎo)師的視頻解釋它是如何工作的！

大廳效應(yīng)在行動(dòng)中的圖片。由于磁場(chǎng)而移動(dòng)的電荷會(huì)產(chǎn)生我們可以測(cè)量的電壓VH！

執(zhí)行

通過測(cè)量大廳的效果，齒輪齒傳感器可以讀取時(shí)，齒輪傳遞通過它們。正如我說的那樣，我們可以用它來讀取旋轉(zhuǎn)對(duì)象的速度（前提是它是亞屬的）。值得慶幸的是，由于55075系列中的一些其他電路魔術(shù)，我們不必?fù)?dān)心閱讀和解釋霍爾效應(yīng)電壓。取而代之的是，當(dāng)傳感器檢測(cè)到鐵質(zhì)材料的存在時(shí)，它會(huì)輸出數(shù)字高信號(hào)，而數(shù)字低信號(hào)則否則。

我們可以使用微控制器（如Arduino uno）輕松解釋這些數(shù)字信號(hào)。我們將使用在汽車上使用的相同傳感器：55075 by Littelfuse。如下所示，將傳感器連接到傳感器。

在此示例中，我們將使用齒輪齒傳感器測(cè)量車輛前輪的速度。

演示中如何實(shí)現(xiàn)齒輪傳感器的圖片。

齒輪齒傳感器盤旋成紅色。它設(shè)置為讀取鋼制動(dòng)盤中的插槽。當(dāng)車輪（和制動(dòng)盤）旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器會(huì)在盤中的插槽通過時(shí)輸出邏輯低。如果您無法使用Baja汽車，請(qǐng)不用擔(dān)心！您還可以在傳感器的臉上揮動(dòng)所有螺母物品，以測(cè)試它是否有效！我們喜歡在捏中使用鋼螺栓。如果您的傳感器用5V供電，并且您探測(cè)了輸出，則應(yīng)看到以下內(nèi)容：

代碼

在Arduino IDE中，我們使用以下代碼記錄RPM（每分鐘旋轉(zhuǎn)）值作為車輪旋轉(zhuǎn)：

復(fù)制代碼

#定義Geartooth_input 3

inttick =0;雙倍的ewate_per_rot =8.0;雙倍的gear_rpm;uint32_tlast_gear_time_us =0;未簽名長(zhǎng)的時(shí)間;雙倍的Milpermin =60000;雙倍的最后時(shí)間=0;空白o(hù)n_gear_tick(){
  tick ++;
}  空白設(shè)置(){
  serial.begin（9600);
  Pinmode（Geartooth_input，輸入）;







 





  



  



  attachInterRupt（DigitalPintoInterrupt（GearTooth_Input），on_gear_tick，更改）;

}空白環(huán)形(){如果（millis（） -  lastime ==500) {//計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)數(shù)量和除以分鐘數(shù)（20 micros）的數(shù)量雙倍的rpm =（ticks / ewate_per_rot） /（500） *米爾珀敏；
    tick =0;
    serial.print（rpm）;
    serial.print（", ");
    serial.println（millis（））;
    lastTime = millis（）;
  }
}

如果您以前使用中斷，則代碼不會(huì)太復(fù)雜。中斷只是當(dāng)數(shù)字引腳更改或驅(qū)動(dòng)高/低時(shí)會(huì)觸發(fā)的函數(shù)。在我們的情況下，我們檢測(cè)到齒輪傳感器的輸出何時(shí)變化（高低或低高）。發(fā)生這種情況時(shí)，我們會(huì)增加變量， tick .

每個(gè)刻度對(duì)應(yīng)于傳感器通過制動(dòng)轉(zhuǎn)子中的插槽傳遞的傳感器。在主循環(huán)中，我們每0.5秒通過將刻度的數(shù)量除以制動(dòng)轉(zhuǎn)子中的插槽數(shù)（8）來評(píng)估RPM。這使我們輪換了。然后，我們除以幾分鐘的時(shí)間，以獲取每分鐘旋轉(zhuǎn)（RPM）！

我們同時(shí)打印計(jì)算出的rpm和毫秒的時(shí)間，以便稍后繪制數(shù)據(jù)！

結(jié)果

為了測(cè)試我們的傳感器，我們一次在停車場(chǎng)開車幾分鐘。然后，我們將印刷的值帶到串行監(jiān)視器，并使用Python將其繪制。結(jié)果如下所示：

您可以看到輸出包含很多噪音和幾個(gè)需要過濾的峰。通過簡(jiǎn)單的低通濾波器傳感器數(shù)據(jù)，我們可以實(shí)現(xiàn)以下輸出！

使用此方法，Baja團(tuán)隊(duì)測(cè)量了所有4個(gè)車輪和發(fā)動(dòng)機(jī)的速度。然后，我們使用這些傳感器輸入來控制我們的自動(dòng)變速器！齒輪傳感器不僅限于旋轉(zhuǎn)物體。您也可以使用齒輪傳感器作為開關(guān)來檢測(cè)是否存在亞鐵材料，當(dāng)正常限制開關(guān)無法做到時(shí)，這非常有用！

到目前為止，如果您已經(jīng)閱讀了本文，那么您不僅應(yīng)該能夠了解齒輪齒傳感器的工作原理，而且還應(yīng)該了解如何在實(shí)踐中實(shí)施它！愉快的制作！