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因為我司在德國、美國都有自己的公司，專業從事進口貿易行業，所以我司的技術人員為都會輪流到國外廠家學習技術，以下是我司技術人員為大家介紹
為了讓大家更直觀的看待德國FESTO費斯托位置傳感器SRBS的特點
FESTO位置傳感器用來測量機器人自身位置的傳感器。FESTO位置傳感器可分為兩種，接觸式傳感器和接近式傳感器。
FESTO位置傳感器（position sensor），能感受被測物的位置并轉換成可用輸出信號的傳感器。它能感受被測物的位置并轉換成可用輸出信號的傳感器。
FESTO位置傳感器可用來檢測位置，反映某種狀態的開關，和位移傳感器不同，FESTO位置傳感器有接觸式和接近式兩種。
接觸式傳感器
接觸式傳感器的觸頭由兩個物體接觸擠壓而動作，常見的有行程開關、二維矩陣式FESTO位置傳感器等。行程開關結構簡單、動作可靠、價格低廉。當某個物體在運動過程中，碰到行程開關時，其內部觸頭會動作，從而完成控制，如在加工中心的X、Y、Z軸方向兩端分別裝有行程開關，則可以控制移動范圍。二維矩陣式FESTO位置傳感器安裝于機械手掌內側，用于檢測自身與某個物體的接觸位置。
接近式傳感器
接近開關是指當物體與其接近到設定距離時就可以發出“動作"信號的開關，它無需和物體直接接觸。接近開關有很多種類，主要有電磁式、光電式、差動變壓器式、電渦流式、電容式、干簧管、霍爾式等。接近開關在數控機床上的應用主要是刀架選刀控制、工作臺行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。
FESTO位置傳感器是組成無刷直流電動機系統的三大部分之一，也是區別于有刷直流電動機的主要標志。其作用是檢測主轉子在運動過程中的位置，將轉子磁鋼磁極的位置信號轉換成電信號，為邏輯開關電路提供正確的換相信息，以控制它們的導通與截止，使電動機電樞繞組中的電流隨著轉子位置的變化按次序換向，形成氣隙中步進式的旋轉磁場，驅動永磁轉子連續不斷地旋轉。
直流無刷電機需要FESTO位置傳感器來測量轉子的位置，電機控制器通過接受FESTO位置傳感器信號來讓逆變器換相與轉子同步來驅動電機持續運轉。盡管直流無刷電機也可以通過定子繞組產生的反感生電動勢來檢測轉子的位置，而省去FESTO位置傳感器，但是電機啟動時，轉速太小，反感生電動勢信號太小而無法檢測。
可以用作直流無刷電機FESTO位置傳感器的霍爾傳感器芯片分為開關型和鎖定型兩種。對于電動自行車電機，這兩種霍爾傳感器芯片都可以用來精確測量轉子磁鋼的位置。用這兩種霍爾傳感器芯片制作的直流無刷電機的性能，包括電機的輸出功率、效率和轉矩等沒有任何差別，并可以兼容相同的電機控制器。
FESTO位置傳感器的應用，降低電機運行的噪音、提高電機的壽命與性能，同時達到降低耗能的效果。FESTO位置傳感器的應用無疑給電機市場的發展提供了強大的推動力。
曲軸與凸輪軸
曲軸FESTO位置傳感器(Crankshaft Position Sensor，CPS)又稱為發動機轉速與曲軸轉角傳感器，其功用是采集曲軸轉動角度和發動機轉速信號，并輸入電子控制單元(ECu)，以便確定點火時刻和噴油時刻。
凸輪軸FESTO位置傳感器(Camshaft Position Sensor，CPS)又稱為氣缸識別傳感器(Cylinder Identification Sensor，CIS)，為了區別于曲軸FESTO位置傳感器(CPS)，凸輪軸FESTO位置傳感器一般都用CIS表示。凸輪軸FESTO位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號，并輸入ECU，以便ECU識別氣缸1壓縮上止點，從而進行順序噴油控制、點火時刻控制和爆燃控制。此外，凸輪軸位置信號還用于發動機起動時識別出第一次點火時刻。因為凸輪軸FESTO位置傳感器能夠識別哪一個氣缸活塞即將到達上止點，所以稱為氣缸識別傳感器。
光電式曲軸與凸輪軸FESTO位置傳感器
(1)結構特點
日產公司生產的光電式曲軸與凸輪軸FESTO位置傳感器是由分電器改進而成的，主要由信號盤(即信號轉子)、信號發生器、配電器、傳感器殼體和線束插頭等組成。
信號盤是傳感器的信號轉子，壓裝在傳感器軸上，如圖2-22所示。在靠近信號盤的邊緣位置制作有均勻間隔弧度的內、外兩圈透光孔。其中，外圈制作有360個透光孔(縫隙)，間隔弧度為1。(透光孔占0．5。，遮光孔占0．5。)，用于產生曲軸轉角與轉速信號；內圈制作有6個透光孔(長方形孑L)，間隔弧度為60。，用于產生各個氣缸的上止點信號，其中有一個長方形的寬邊稍長，用于產生氣缸1的上止點信號。
信號發生器固定在傳感器殼體上，它由Ne信號(轉速與轉角信號)發生器、G信號(上止點信號)發生器以及信號處理電路組成。Ne信號與G信號發生器均由一個發光二極管(LED)和一個光敏晶體管(或光敏二極管)組成，兩個LED分別正對著兩個光敏晶體管。
(2)工作原理
光電式傳感器的工作原理如圖2-22所示。信號盤安裝在發光二極管(LED)與光敏晶體管(或光敏二極管)之間。當信號盤上的透光孔旋轉到LED與光敏晶體管之間時，LED發出的光線就會照射到光敏晶體管上，此時光敏晶體管導通，其集電極輸出低電平(0．1～O．3V)；當信號盤上的遮光部分旋轉到LED與光敏晶體管之間時，LED發出的光線就不能照射到光敏晶體管上，此時光敏晶體管截止，其集電極輸出高電平(4．8～5．2V)。
如果信號盤連續旋轉，透光孔和遮光部分就會交替地轉過LED而透光或遮光，光敏晶體管集電極就會交替地輸出高電平和低電平。當傳感器軸隨曲軸和配氣凸輪軸轉動時，信號盤上的透光孔和遮光部分便從LED與光敏晶體管之間轉過，LED發出的光線受信號盤透光和遮光作用就會交替照射到信號發生器的光敏晶體管上，信號傳感器中就會產生與曲軸位置和凸輪軸位置對應的脈沖信號。
由于曲軸旋轉兩轉，傳感器軸帶動信號盤旋轉一圈，因此，G信號傳感器將產生6個脈沖信號。Ne信號傳感器將產生360個脈沖信號。因為G信號透光孔間隔弧度為60。，曲軸每旋轉120。就產生一個脈沖信號，所以通常G信號稱為120。信號。設計安裝保證120。信號在上止點前70。(BTDC70。)時產生，且長方形寬邊稍長的透光孔產生的信號對應于發動機氣缸1上止點前70。，以便ECU控制噴油提前角與點火提前角。因為Ne信號透光孔間隔弧度為1。(透光孔占0．5。，遮光孔占0．5。)，所以在每一個脈沖周期中，高、低電平各占1。曲軸轉角，360個信號表示曲軸旋轉720。。曲軸每旋轉120。，G信號傳感器產生一個信號，Ne信號傳感器產生60個信號。
(1)霍爾式傳感器的結構與工作原理
霍爾式曲軸與凸輪軸FESTO位置傳感器及其他形式的霍爾式傳感器都是根據霍爾效應制成的傳感器。
1)霍爾效應：霍爾效應(Hall Effect)是美國約翰霍普金斯大學物理學家霍爾博士(Dr．E．H．Hall)于1879年首先發現的。他發現把一個通有電流I的長方體形白金導體垂直于磁力線放入磁感應強度為B的磁場中時(見圖2-27)，在白金導體的兩個橫向側面上就會產生一個垂直于電流方向和磁場方向的電壓UH，當取消磁場時，電壓立即消失。該電壓后來稱為霍爾電壓，UH與通過白金導體的電流I和磁感應強度B成正比，即(見下頁）
利用霍爾效應制成的元件稱為霍爾元件，利用霍爾元件制成的傳感器稱為霍爾式傳感器。利用霍爾效應不僅可以通過接通和切斷磁場來檢測電壓，而且可以檢測導線中流過的電流，因為導線周圍的磁場強弱與流過導線的電流成正比關系。20世紀80年代以來，汽車上應用的霍爾式傳感器與日劇增，主要原因在于霍爾式傳感器有兩個突出優點：一是輸出電壓信號近似于方波信號；二是輸出電壓高低與被測物體的轉速無關?；魻柺絺鞲衅髋c磁感應式傳感器不同的是需要外加電源。
2)霍爾式傳感器基本結構：霍爾式傳感器主要由觸發葉輪、霍爾集成電路、導磁鋼片(磁軛)與磁鐵等組成。觸發葉輪安裝在轉子軸上，葉輪上制有葉片(在霍爾式點火系統中，葉片數與發動機氣缸數相等)。當觸發葉輪隨轉子軸一同轉動時，葉片便在霍爾集成電路與磁鐵之間轉動。霍爾集成電路由霍爾元件、放大電路、穩壓電路、溫度補償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。
3)霍爾式傳感器工作原理：當傳感器軸轉動時，觸發葉輪的葉片便從霍爾集成電路與磁鐵之間的氣隙中轉過：當葉片離開氣隙時，磁鐵的磁通便經霍爾集成電路和導磁鋼片構成回路，此時霍爾元件產生電壓(UH=1．9～2．0V)，霍爾集成電路輸出級的晶體管導通，傳感器輸出的信號電壓U0為低電平(實測表明：當電源電壓Ucc=14．4V或5V時，信號電壓U0=0．1～0．3 V)。
當葉片進入氣隙時，霍爾集成電路中的磁場被葉片旁路，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級的晶體管截止，傳感器輸出的信號電壓U0為高電平(實測表明：當電源電壓Ucc=14．4V時，信號電壓U0=9．8 V；當電源電壓Ucc=5V時，信號電壓U0=4．8 V)。
(2)捷達、桑塔納轎車霍爾式凸輪軸FESTO位置傳感器
1)結構特點：捷達AT和GTx、桑塔納2000GSi型轎車采用的霍爾式凸輪軸FESTO位置傳感器安裝在發動機進氣凸輪軸的一端，結構如圖2-28所示。它主要由霍爾信號發生器和信號轉子組成。信號轉子又稱為觸發葉輪，安裝在進氣凸輪軸上，．用定位螺栓和座圈定位固定。信號轉子的隔板又稱為葉片，在隔板上制有一個窗口，窗口對應產生的信號為低電平信號，隔板(葉片)對應產生的信號為高電平信號?；魻柺叫盘柊l生器主要由霍爾集成電路、磁鐵和導磁鋼片等組成。霍爾元件用硅半導體材料制成，與磁鐵之間留有0．2～0．4mm的間隙，當信號轉子隨進氣凸輪軸一同轉動時，隔板和窗口便從霍爾集成電路與磁鐵之間的氣隙中轉過。
該傳感器接線插座上有三個引線端子，端子1為傳感器電源正子，與控制單元端子62連接：端子2為傳感器信號輸出端子，與控制單元端子76連接：端子3為傳感器電源負子，與控制單元端子67連接。
2)工作情況：由霍爾式傳感器工作原理可知，當隔板(葉片)進入氣隙(即在氣隙內)時，霍爾元件不產生電壓，傳感器輸出高電平(5V)信號；當隔板(葉片)離開氣隙(即窗口進入氣隙)時，霍爾元件產生電壓。傳感器輸出低電平信號(0．1V)。凸輪軸FESTO位置傳感器輸出的信號電壓與曲軸FESTO位置傳感器輸出的信號電壓之間的關系如圖2-29所示。發動機曲軸每轉兩圈(720。)，霍爾式傳感器信號轉子就轉過一圈(360。)，對應產生一個低電平信號和一個高電平信號，其中低電平信號對應于氣缸1壓縮上止點前一定角度。
發動機工作時，磁感應式曲軸FESTO位置傳感器(CPS)和霍爾式凸輪軸FESTO位置傳感器(CIS)產生的信號電壓不斷輸入電子控制單元(ECU)。當ECU同時接收到曲軸FESTO位置傳感器大齒缺對應的低電平(15。)信號和凸輪軸FESTO位置傳感器窗口對應的低電平信號時，便可識別出此時為氣缸1活塞處于壓縮行程、氣缸4活塞處于排氣行程，并根據曲軸FESTO位置傳感器小齒缺對應輸出的信號控制點火提前角。電子控制單元識別出氣缸1壓縮上止點位置后，便可進行順序噴油控制和各缸點火時刻控制。
如果發動機產生了爆燃，電子控制單元還能根據爆燃傳感器輸入的信號判別出是哪一個缸產生了爆燃，從而減小點火提前角，以便消除爆燃。
差動霍爾式曲軸FESTO位置傳感器
切諾基(Cherokee)吉普車與紅旗CA7220E型轎車采用了差動霍爾式曲軸FESTO位置傳感器，其凸輪軸FESTO位置傳感器均為普通霍爾式傳感器。
(1)差動霍爾式傳感器結構特點
差動霍爾式傳感器又稱為雙霍爾式傳感器，其結構與磁感應式傳感器相似，如圖2-30a所示。它由帶凸齒的信號轉子和霍爾信號發生器組成。差動霍爾式傳感器的工作原理與普通霍爾式傳感器相同。根據霍爾式傳感器的工作原理。當發動機飛輪上的齒缺與凸齒轉過差動霍爾電路的兩個探頭時，齒缺或凸齒與霍爾探頭之間的氣隙就會發生變化，磁通量隨之變化，在傳感器的霍爾元件中就會產生交變電壓信號，如圖2-30b所示。其輸出電壓由兩個霍爾信號電壓疊加而成。因為輸出信號為疊加信號，所以轉子凸齒與信號發生器之間的氣隙可以增大到(1±0．5)mm(普通霍爾式傳感器僅為0．2～0．4mm)，因而便可將信號轉子制成像磁感應式傳感器轉子一樣的齒盤式結構，其突出優點是信號轉子便于安裝。在汽車上，一般將凸齒轉子裝在發動機曲軸上或將發動機飛輪作為傳感子。
(2)切諾基吉普車差動霍爾式曲軸FESTO位置傳感器
1)結構特點：切諾基吉普車2．5L(四缸)、4．0L(六缸)電子控制燃油噴射式發動機采用了差動霍爾電路的霍爾式曲軸FESTO位置傳感器。它安裝在變速器殼體上。該傳感器向ECu提供發動機轉速與曲軸位置(轉角)信號，作為計算噴油時刻和點火時刻的重要依據之一。
2．5L四缸電子控制發動機的飛輪上制有8個齒缺，如圖2-31a所示。8個齒缺分成兩組，每4個齒缺為一組，兩組之間相隔角度為180。，同一組中相鄰兩個齒缺之間間隔角度為20。。4．0L六缸電子控制發動機的飛輪上制有12個齒缺，如圖2．3lb所示。12個齒缺分成三組，每4個齒缺為一組，相鄰兩組之間相隔角度為120。，同一組中相鄰兩個齒缺之間間隔角度也為20。
2)工作情況：飛輪上的每一組齒缺轉過霍爾探頭時，傳感器就會產生一組共4個脈沖信號。其中，四缸發動機每轉一圈產生兩組共8個脈沖信號；六缸發動機每轉一圈產生三組共12個脈沖信號。
對于四缸發動機，ECU每接收到8個信號，即可知道曲軸旋轉了一轉，再根據接收8個信號所占用的時間，就可計算出曲軸轉速。對于六缸發動機，ECU每接收到12個信號，即可知道曲軸旋轉了一轉，再根據接收12個信號所占用的時間，就可計算出曲軸轉速。
電子控制單元控制噴油和點火時，都有一定的提前角，因此需要知道活塞接近上止點的位置。切諾基吉普車在每組信號輸入ECU時，可以知道有兩個氣缸的活塞即將到達上止點位置。 例如，在四缸發動機控制系統中，利用一組信號，ECU可知氣缸1、4活塞接近上止點；利用另一組信號可知氣缸2、3活塞接近上止點。在六缸發動機控制系統中。利用一組信號，可知氣缸1與6、2與5、3與4活塞接近上止點。由于第4個齒缺產生的脈沖下降沿對應于壓縮上止點前4。(BTDC4。)，因此第1個齒缺產生的脈沖信號下降沿對應于壓縮上止點前64。(BT-DC64。)，如圖2-32所示。當氣缸1、4對應的第1個脈沖下降沿到來時，ECU即可知道此時氣缸1、4活塞位于壓縮上止點前64。(BTDC64。)，從而便可控制噴油提前角和點火提前角。但是，僅有曲軸轉角信號，ECU還不能確定是哪一個缸位于壓縮行程，哪一個缸位于排氣行程，為此還需要一個氣缸判別信號(即需要一只凸輪軸FESTO位置傳感器)。
(3)切諾基吉普車霍爾式凸輪軸FESTO位置傳感器
1)結構特點：切諾基吉普車發動機控制系統的氣缸判別信號由霍爾式凸輪軸FESTO位置傳感器提供，該傳感器又稱為同步信號傳感器，安裝在分電器內，主要由脈沖環(信號轉子)、霍爾信號發生器組成。
脈沖環上制有凸起的葉片，占180。分電器軸轉角(相當于360。曲軸轉角)。沒有葉片的部分也占180。分電器軸轉角(360。曲軸轉角)。脈沖環安裝在分電器軸上，隨分電器軸一同轉動。
2)工作情況：當脈沖環上的葉片進入信號發生器時，傳感器輸出高電平(5V)；當脈沖環上的葉片離開信號發生器時，傳感器輸出低電平(0V)。分電器軸轉一圈，傳感器輸出一個高電平和一個低電平，高、低電平各占180。分電器軸轉角(分別相當于360。曲軸轉角)。同步信號的波形如圖2-32所示。
當脈沖環的葉片前沿進入信號發生器、傳感器輸出高電平(5V)時，對于四缸發動機，表示氣缸1、4活塞即將到達上止點，其中氣缸1活塞位于壓縮行程，氣缸4活塞位于排氣行程；對于六缸發動機，表示氣缸3、4活塞即將到達上止點，其中氣缸4活塞位于壓縮行程，氣缸3活塞位于排氣行程。
當脈沖環的葉片后沿進入信號發生器、傳感器輸出低電平(0V)時，對于四缸發動機，表示即將到達上止點的仍然是氣缸1、4活塞，其中氣缸4活塞位于壓縮行程，氣缸1活塞位于排氣行程；對于六缸發動機，表示氣缸3活塞位于壓縮行程，氣缸4活塞位于排氣行程。
利用凸輪軸FESTO位置傳感器判別出是哪一個氣缸即將到達排氣上止點之后，ECU根據曲軸FESTO位置傳感器信號，即可控制噴油提前角和點火提前角。
設某一時刻的噴油提前角為上止點前64。(BTI)C64。)，當凸輪軸FESTO位置傳感器脈沖環的葉片進入信號發生器、傳感器輸出高電平(5V)時，ECU判定四缸發動機的氣缸4活塞位于排氣行程(六缸發動機的氣缸3活塞位于排氣行程)，此時ECU在接收到曲軸FESTO位置傳感器(CPS)第一個脈沖信號的下降沿(BTDC64。)時，向噴油器發出噴油信號，從而實現提前64。噴油。在凸輪軸FESTO位置傳感器輸出高電平(5V))時，ECU還判定四缸發動機的氣缸1活塞(六缸發動機氣缸4活塞)位于壓縮行程，此時ECU根據曲軸FESTO位置傳感器CPS信號和點火提前角計算值，在活塞運行到上止點前點火提前角度時，向點火控制器發出點火指令，控制火花塞點火，實現點火提前。
利用凸輪軸FESTO位置傳感器對兩個氣缸的位置判定作為參考點，即可按照四缸發動機1—3—4—2(六缸發動機l一5—3—6—2—4)的工作順序，對各個氣缸進行提前噴油與提前點火控制。
(4)紅旗CA7720E型轎車差動霍爾式曲軸FESTO位置傳感器
紅旗CA7220E型轎車CA488．3型發動機上裝備的SIMOS4S3型電子控制燃油噴射系統采用的差動霍爾式曲軸FESTO位置傳感器由信號轉子與信號發生器組成。信號轉子為齒盤式，安裝在變速器殼體前端，它與捷達AT、GTX型轎車用磁感應式曲軸FESTO位置傳感器轉子相似，在其圓周上均勻間隔地制作有58個凸齒、 57個小齒缺和一個大齒缺。大齒缺輸出基準信號，對應于發動機氣缸1或氣缸4壓縮上止點前一定角度。大齒缺所占的弧度相當于兩個凸齒和三個小齒缺所占的弧度。
