【选型】如何为榨汁机小型高速电机选择一款合适的位置传感器？用于测量其转速

时间： 2018-12-26 来源：世强

技术问答

榨汁机是一种可以将各种蔬菜水果快速榨成果蔬汁的小家电。目前在人们的日常生活中，用的越来越普遍了。榨汁机的刀片，都是由电机带动，根据不同的果蔬类别，量的多少，由用户来选择不同的速度档位，刀片高速旋转将果蔬切碎。用户在使用时，可以选不同的速度档位，选择之后电机转速一般也是在一定范围内就固定了的。

不过这种固定转速的榨汁机，是存在需要完善的地方的，比如不同的水果、蔬菜，甚至其他需要打碎的食物，它们的硬度、体积是不同的。如果都用相同的转速来切割。效果不见得好。有时不仅耗能，还会产生较大的噪声。因此聪明的设计者，都在想办法提高榨汁机的智能化水平。比如增加各种传感器来检测果蔬的重量、体积，以及其他的相关信息，来智能化的调节电机速度，或者通过传感器检测电机的转速，经控制器计算和处理后，调节电机的电流大小，再反过来控制电机的速度，这样可以降低榨汁机在启动瞬间的振动和不稳定。取得降低噪声的效果。

近日，就有这方面的用户，咨询如何为榨汁机的高速电机选择一款位置传感器(测量其转速)。因为高速电机的转速，最高速度可能都会达到1~2万转每分钟。尽管能测量电机转速的方式很多，如离心式转速测量、采用光电编码器测量以及霍尔原理的磁编码器等。不同的测量方式，适用的电机和应用场合也不一样，如光电编码器主要用于工业伺服类的电机，下图一是光电编码器测电机转速原理。

图一:光电编码器测电机转速原理

但在这里要测量这样高转速小型高速电机的速度(转子位置)，采用霍尔原理的磁编码器。则更为合适。因为电机的转速很快，因此对传感器的响应速度要求非常高。采用将磁铁套在电机转轴上，传感器可以放置在磁铁的正上方，也可以安装在侧面，非常灵活，方便，使得整体的结构和体积更加的紧凑。

在这里推荐世强代理的MELEXIS的磁编码器MLX90380来实现。MLX90380采用三轴霍尔技术，内部集成X,Y,Z三个轴向的霍尔敏感元件，多路放大器，滤波器、采样保持电路以及EEPROM等等。下图二是MLX90380内部系统框图

图二：MLX90380内部系统框图

MLX90380可直接输出正交的正余弦模拟信号。这种输出方式使得传感器的响应速度非常快，输出刷新时间只需要4us。有3.3V和5V两种工作电压，工作温度范围-40到150°C。MLX90380有几种磁场轴向可选的型号(X/Y,X/Z,Y/Z)，磁场的灵敏度范围也很宽(从10mT到70mT)。这样的话，磁铁和芯片的相对位置就非常的灵活，可以根据结构要求，选择端面和贯串轴两种，据此来选择不同的型号，下图三是磁铁和芯片的两种不同的相对位置。

图三：磁铁和芯片的两种不同的相对位置

这样可以根据榨汁机内部空间，来设计合适的结构。因为MLX90380可选的型号很多(具体命名规则可从数据手册中查看)，如下表一所示，用户在选择时可能会有所困惑。在设计时，需要和结构设计方面一起考虑。只要确定了磁铁与芯片的相对位置、磁铁剩磁及气隙大小，是否需要做冗余设计。就可以确定所需要的型号了。这里根据用户的结构，选了MLX90380LDC-BAB-100-SP，代表温度范围-40到150°C，SOIC-8单DIE封装，NdFeB 磁铁，X-Y轴向等灵敏度磁场，磁场范围40mT，5V供电，低带宽。