作者：Ramaditya Kotha

测量非常快速旋转的系统是车辆系统中的普遍挑战。为了准确地衡量某物在不触摸编码器（例如编码器）的情况下旋转的速度，UCLA Baja赛车团队利用了Littelfuse 55075系列的齿轮齿传感器。在本文中，我们将探讨齿轮齿传感器如何使用大厅效果运行，以及我们如何在赛车上使用它们的实例。阅读本文后，您应该能够实施自己的齿轮齿传感器解决方案！

理论

齿轮传感器（例如Littelfuse 55075）使用大厅效果来检测亚铁材料。这是一个密集的陈述，所以让我们花一秒钟的时间拆开它。铁质材料（或任何具有高磁渗透性的材料）具有非常特殊的特性：它们可以引导和集中磁场。在下图中，您可以清楚地看到，将一块铁质物质引入典型的棒磁铁的磁场将磁场直接集中在其前面。这意味着，随着材料通过传感器的表面传递，磁场的强度将变得越来越弱。像55075系列这样的齿轮传感器通常将此磁铁嵌入传感器主体中，但是您应该检查传感器的数据表，以确保！

来源：[爱德华·拉姆森]

但这一原理有何用处？我们又该如何检测这一现象？答案在于霍尔效应。霍尔效应利用了磁场会推动移动电荷的特性——正负电荷会向相反方向运动，从而让我们能通过电压来检测磁场！通过读取该电压值，我们即可通过传感器量化磁场强度。关于霍尔效应传感器的工作原理涉及诸多复杂细节，为此我们特地准备了有机化学导师的讲解视频来说明其工作原理！

大厅效应在行动中的图片。由于磁场而移动的电荷会产生我们可以测量的电压VH！

执行

通过测量大厅的效果，齿轮齿传感器可以读取时，齿轮传递通过它们。正如我说的那样，我们可以用它来读取旋转对象的速度（前提是它是亚属的）。值得庆幸的是，由于55075系列中的一些其他电路魔术，我们不必担心阅读和解释霍尔效应电压。取而代之的是，当传感器检测到铁质材料的存在时，它会输出数字高信号，而数字低信号则否则。

我们可以使用微控制器（如Arduino uno）轻松解释这些数字信号。我们将使用在汽车上使用的相同传感器：[55075 by Littelfuse] 。如下所示，将传感器连接到传感器。

在此示例中，我们将使用齿轮齿传感器测量车辆前轮的速度。

演示中如何实现齿轮传感器的图片。

齿轮齿传感器盘旋成红色。它设置为读取钢制动盘中的插槽。当车轮（和制动盘）旋转时，传感器会在盘中的插槽通过时输出逻辑低。如果您无法使用Baja汽车，请不用担心！您还可以在传感器的脸上挥动所有螺母物品，以测试它是否有效！我们喜欢在捏中使用钢螺栓。

在越野赛车中使用齿轮传感器

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2025-03-19 |经过Ramaditya Kotha

接近大厅效应Arduino

测量非常快速旋转的系统是车辆系统中的普遍挑战。为了准确地衡量某物在不触摸编码器（例如编码器）的情况下旋转的速度，UCLA Baja赛车团队利用了Littelfuse 55075系列的齿轮齿传感器。在本文中，我们将探讨齿轮齿传感器如何使用大厅效果运行，以及我们如何在赛车上使用它们的实例。阅读本文后，您应该能够实施自己的齿轮齿传感器解决方案！

理论

齿轮传感器（例如Littelfuse 55075）使用大厅效果来检测亚铁材料。这是一个密集的陈述，所以让我们花一秒钟的时间拆开它。铁质材料（或任何具有高磁渗透性的材料）具有非常特殊的特性：它们可以引导和集中磁场。在下图中，您可以清楚地看到，将一块铁质物质引入典型的棒磁铁的磁场将磁场直接集中在其前面。这意味着，随着材料通过传感器的表面传递，磁场的强度将变得越来越弱。像55075系列这样的齿轮传感器通常将此磁铁嵌入传感器主体中，但是您应该检查传感器的数据表，以确保！

来源：爱德华·拉姆森

但是，这是如何有用的，我们如何检测这种现象？答案在于大厅的效果。大厅效应利用了磁场推动移动电荷的事实。不同标志的电荷朝相反的方向移动，使我们能够将磁场视为电压！通过读取此电压，我们可以通过传感器量化磁场的强度。大厅效应传感器的工作方式的细节可能会变得毛茸茸，所以这里是有机化学导师的视频解释它是如何工作的！

大厅效应在行动中的图片。由于磁场而移动的电荷会产生我们可以测量的电压VH！

执行

通过测量大厅的效果，齿轮齿传感器可以读取时，齿轮传递通过它们。正如我说的那样，我们可以用它来读取旋转对象的速度（前提是它是亚属的）。值得庆幸的是，由于55075系列中的一些其他电路魔术，我们不必担心阅读和解释霍尔效应电压。取而代之的是，当传感器检测到铁质材料的存在时，它会输出数字高信号，而数字低信号则否则。

我们可以使用微控制器（如Arduino uno）轻松解释这些数字信号。我们将使用在汽车上使用的相同传感器：55075 by Littelfuse。如下所示，将传感器连接到传感器。

在此示例中，我们将使用齿轮齿传感器测量车辆前轮的速度。

演示中如何实现齿轮传感器的图片。

齿轮齿传感器盘旋成红色。它设置为读取钢制动盘中的插槽。当车轮（和制动盘）旋转时，传感器会在盘中的插槽通过时输出逻辑低。如果您无法使用Baja汽车，请不用担心！您还可以在传感器的脸上挥动所有螺母物品，以测试它是否有效！我们喜欢在捏中使用钢螺栓。如果您的传感器用5V供电，并且您探测了输出，则应看到以下内容：

代码

在Arduino IDE中，我们使用以下代码记录RPM（每分钟旋转）值作为车轮旋转：

复制代码

#定义Geartooth_input 3

inttick =0;双倍的ewate_per_rot =8.0;双倍的gear_rpm;uint32_tlast_gear_time_us =0;未签名长的时间;双倍的Milpermin =60000;双倍的最后时间=0;空白on_gear_tick(){
  tick ++;
}  空白设置(){
  serial.begin（9600);
  Pinmode（Geartooth_input，输入）;







 





  



  



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

}空白环形(){如果（millis（） -  lastime ==500) {//计数旋转数量和除以分钟数（20 micros）的数量双倍的rpm =（ticks / ewate_per_rot） /（500） *米尔珀敏；
    tick =0;
    serial.print（rpm）;
    serial.print（", ");
    serial.println（millis（））;
    lastTime = millis（）;
  }
}

如果您以前使用中断，则代码不会太复杂。中断只是当数字引脚更改或驱动高/低时会触发的函数。在我们的情况下，我们检测到齿轮传感器的输出何时变化（高低或低高）。发生这种情况时，我们会增加变量， tick .

每个刻度对应于传感器通过制动转子中的插槽传递的传感器。在主循环中，我们每0.5秒通过将刻度的数量除以制动转子中的插槽数（8）来评估RPM。这使我们轮换了。然后，我们除以几分钟的时间，以获取每分钟旋转（RPM）！

我们同时打印计算出的rpm和毫秒的时间，以便稍后绘制数据！

结果

为了测试我们的传感器，我们一次在停车场开车几分钟。然后，我们将印刷的值带到串行监视器，并使用Python将其绘制。结果如下所示：

您可以看到输出包含很多噪音和几个需要过滤的峰。通过简单的低通滤波器传感器数据，我们可以实现以下输出！

使用此方法，Baja团队测量了所有4个车轮和发动机的速度。然后，我们使用这些传感器输入来控制我们的自动变速器！齿轮传感器不仅限于旋转物体。您也可以使用齿轮传感器作为开关来检测是否存在亚铁材料，当正常限制开关无法做到时，这非常有用！

到目前为止，如果您已经阅读了本文，那么您不仅应该能够了解齿轮齿传感器的工作原理，而且还应该了解如何在实践中实施它！愉快的制作！