位移傳感器簡(jiǎn)介

　　位移傳感器又稱為線性傳感器，是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，傳感器的作用是把各種被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量。在生產(chǎn)過(guò)程中，位移的測(cè)量一般分為測(cè)量實(shí)物尺寸和機(jī)械位移兩種。按被測(cè)變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式又可分為物性型和結(jié)構(gòu)型兩種。常用位移傳感器以模擬式結(jié)構(gòu)型居多，包括電位器式位移傳感器、電感式位移傳感器、自整角機(jī)、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。數(shù)字式位移傳感器的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是便于將信號(hào)直接送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種傳感器發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛。

　　位移傳感器的主要特性參數(shù)

　　標(biāo)稱阻值：電位器上面所標(biāo)示的阻值。

　　允許誤差：標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱阻值偏差，它表示電位器的精度。允許誤差一般只要在±20%以內(nèi)就符合要求，因?yàn)橐话阄灰苽鞲衅魇且苑謮旱姆绞絹?lái)使用，具體電阻的大小對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)采集沒(méi)有影響。線性精度：直線性誤差。此參數(shù)越小越好。壽命：導(dǎo)電塑料位移傳感器都在200萬(wàn)次以上。重復(fù)精度：此參數(shù)越小越好。

　　分辨率：位移傳感器所能反饋的最小位移數(shù)值。此參數(shù)越小越好。導(dǎo)電塑料位移傳感器分辨率為無(wú)窮小。

　　位移傳感器的工作原理

　　電位器式位移傳感器，它通過(guò)電位器元件將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是，為實(shí)現(xiàn)測(cè)量位移目的而設(shè)計(jì)的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個(gè)確定關(guān)系。電位器式位移傳感器的可動(dòng)電刷與被測(cè)物體相連。

　　物體的位移引起電位器移動(dòng)端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出。線繞式電位器由于其電刷移動(dòng)時(shí)電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件，則過(guò)大的階躍電壓會(huì)引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另一個(gè)主要缺點(diǎn)是易磨損。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出信號(hào)大，使用方便，價(jià)格低廉。

　　磁致伸縮位移傳感器通過(guò)非接觸式的測(cè)控技術(shù)精確地檢測(cè)活動(dòng)磁環(huán)的絕對(duì)位置來(lái)測(cè)量被檢測(cè)產(chǎn)品的實(shí)際位移值的；該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬(wàn)的實(shí)際案例中。

　　由于作為確定位置的活動(dòng)磁環(huán)和敏感元件并無(wú)直接接觸，因此傳感器可應(yīng)用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油漬、溶液、塵埃或其它污染的影響，IP防護(hù)等級(jí)在IP67以上。此外，傳感器采用了高科技材料和先進(jìn)的電子處理技術(shù)，因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號(hào)為絕對(duì)位移值，即使電源中斷、重接，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，更無(wú)須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復(fù)檢測(cè)，也不會(huì)對(duì)傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測(cè)的可靠性和使用壽命。

　　磁致伸縮位移傳感器，是利用磁致伸縮原理、通過(guò)兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量位置的。測(cè)量元件是一根波導(dǎo)管，波導(dǎo)管內(nèi)的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測(cè)量過(guò)程是由傳感器的電子室內(nèi)產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸，從而在波導(dǎo)管外產(chǎn)生一個(gè)圓周磁場(chǎng)，當(dāng)該磁場(chǎng)和套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動(dòng)磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相交時(shí)，由于磁致伸縮的作用，波導(dǎo)管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)，這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)以固定的聲音速度傳輸，并很快被電子室所檢測(cè)到。

　　由于這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時(shí)間和活動(dòng)磁環(huán)與電子室之間的距離成正比，通過(guò)測(cè)量時(shí)間，就可以高度精確地確定這個(gè)距離。由于輸出信號(hào)是一個(gè)真正的絕對(duì)值，而不是比例的或放大處理的信號(hào)，所以不存在信號(hào)漂移或變值的情況，更無(wú)需定期重標(biāo)。

　　磁致伸縮位移傳感器是根據(jù)磁致伸縮原理制造的高精度、長(zhǎng)行程絕對(duì)位置測(cè)量的位移傳感器。它采用非接觸的測(cè)量方式，由于測(cè)量用的活動(dòng)磁環(huán)和傳感器自身并無(wú)直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因而其使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠性高，安全性好，便于系統(tǒng)自動(dòng)化工作，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下，也能正常工作。此外，它還能承受高溫、高壓和強(qiáng)振動(dòng)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械位移的測(cè)量、控制中。

　　位移傳感器的使用方法

　　一般采用給位移傳感器加上一個(gè)電壓，利用其優(yōu)良的平滑性，來(lái)檢測(cè)輸出電壓（輸出電阻改變輸出電壓）分壓比。

　?。?）直線位移傳感器的使用

　　美國(guó)TOM公司生產(chǎn)的精密直線位移傳感器，是帶有一個(gè)長(zhǎng)的持續(xù)傳導(dǎo)軌跡分壓計(jì)型傳感器，在控制和測(cè)量運(yùn)用中，適合于絕對(duì)位移傳感，其線性精度為士0.05%。具有移動(dòng)快，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，符合龍門(mén)式精密油壓機(jī)的控制要求。

　　根據(jù)實(shí)際要求在油壓機(jī)的主缸、液壓墊上分別安裝Kl下滑板式、KTC拉桿式直線位移傳感器。在一個(gè)半自動(dòng)工作過(guò)程中，油壓機(jī)的主缸、液壓墊分別帶動(dòng)兩只直線位移傳感器移動(dòng)，將采集到的兩點(diǎn)模擬量值輸入到FX2N-8AD，F(xiàn)X2N-8AD將此模擬輸入數(shù)值（此時(shí)是電壓輸入），轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，并且把他們傳輸?shù)?a target="_blank">PLC主單元。主缸、液壓墊選用直線位移傳感器的有效測(cè)量長(zhǎng)度為500mm、400mm。

　?。?）磁致伸縮位移傳感器使用中的注意事項(xiàng)

　　磁致伸縮位移（液位）傳感器，通過(guò)內(nèi)部非接觸式的測(cè)控技術(shù)精確地檢測(cè)活動(dòng)磁環(huán)的絕對(duì)位置來(lái)測(cè)量被檢測(cè)產(chǎn)品的實(shí)際位移值的;該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬(wàn)的實(shí)際案例中

　　根據(jù)供應(yīng)商提供的資料，強(qiáng)調(diào)了本傳感器在使用中必須注意的一些事項(xiàng)，除了上面所介紹的接線方面之外，在與液壓油缸的裝配中也有一些需要注意的問(wèn)題：

　　一是裝配部位的加工尺寸，按照下圖的公差要求加以控制。

　　二是，在裝配時(shí)還要注意，如果液壓油缸是采用鐵磁材料制作的，那么在安裝滑動(dòng)磁鐵環(huán)時(shí)要在滑動(dòng)磁環(huán)下部墊上非磁性材料制作的隔磁墊圈，而且所有固定滑動(dòng)磁環(huán)的螺絲，都必須使用非磁性材料制作的。

　　另外，在使用中要注意傳感器的有效工作區(qū)域。要把需要實(shí)際測(cè)量的范圍，置于傳感器的有效測(cè)量區(qū)域內(nèi)。由于結(jié)構(gòu)上的原因，傳感器在兩端存在一定的測(cè)量盲區(qū)。具體請(qǐng)參閱圖上的顯示。根據(jù)資料說(shuō)明RH型的傳感器的死區(qū)，即測(cè)量桿前部端頭的部位，對(duì)于測(cè)量范圍5米之內(nèi)的為63.5mm;測(cè)量范圍5米到7.6米的為66mm。

　　位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

　　位移傳感器的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，常用在工業(yè)自動(dòng)化或者建筑橋梁等方面。位移傳感器根據(jù)位移量的大小輸出大小不同的電信號(hào)，然后能判斷位移量的大小。常用的有應(yīng)變式位移傳感器，磁致伸縮位移傳感器，光柵位移傳感器，激光位移傳感器，角度位移傳感器等。

　　1.磁致伸縮位移傳感器的應(yīng)用

　　注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、吹瓶機(jī)、液壓機(jī)、鞋機(jī)、橡膠機(jī)、輪胎硫化機(jī)、壓延機(jī)、五金機(jī)械（監(jiān)控模具厚度變化和平衡）、鋼廠軋輥調(diào)節(jié)、盾構(gòu)機(jī)、液壓伺服系統(tǒng)、液位檢測(cè)和控制。

　　2.激光位移傳感器的應(yīng)用

　　激光傳感器常用于長(zhǎng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測(cè)量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測(cè)等。

　　3.角度位移傳感器的應(yīng)用

　　地理：山體滑坡，雪崩

　　民用：大壩，建筑，橋梁，玩具，報(bào)警，運(yùn)輸

　　工業(yè)：吊車(chē)，吊架，收割機(jī)，起重機(jī)，稱重系統(tǒng)的傾斜補(bǔ)償，瀝青機(jī)。鋪路機(jī)等

　　火車(chē)：高速列車(chē)轉(zhuǎn)向架和客車(chē)車(chē)廂的傾斜測(cè)量

　　海事：縱傾和橫滾控制，油輪控制，天線位置控制

　　鉆井：精確鉆井傾斜控制

　　機(jī)械：傾斜控制，大型機(jī)械對(duì)準(zhǔn)控制，彎曲控制，起重機(jī)

　　軍用：火炮和雷達(dá)調(diào)整，初始位置控制，導(dǎo)航系統(tǒng)，軍用著陸平臺(tái)控制

　　4.直線位移傳感器（電子尺）的應(yīng)用領(lǐng)域

　　注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、吹瓶機(jī)、液壓機(jī)、鞋機(jī)、磚機(jī)、砌垛機(jī)、陶瓷機(jī)械、列車(chē)軌距監(jiān)測(cè)、橡膠機(jī)、輪胎硫化機(jī)、壓延機(jī)、五金機(jī)械（監(jiān)控模具厚度變化和平衡）、皮革機(jī)械、比例閥、長(zhǎng)行程鉆管機(jī)、彈簧機(jī)械、木工機(jī)械、板材設(shè)備、印刷機(jī)械（刷輥運(yùn)動(dòng)、裁紙等）、鋼廠軋輥調(diào)節(jié)、機(jī)械手、自動(dòng)門(mén)（列車(chē)及大廳）、裁床（裁鋼管、木板、線材等）、橋梁監(jiān)測(cè)、煤炭設(shè)備（掘進(jìn)機(jī)、坑道支架、塌方監(jiān)測(cè)等）、地質(zhì)監(jiān)測(cè)（如：塌方、潰堤）。

　　5.拉繩/拉線位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

　　舞臺(tái)屏幕設(shè)備、皮革機(jī)械、盾構(gòu)機(jī)、長(zhǎng)行程鉆管機(jī)、彈簧機(jī)械、木工機(jī)械、板材設(shè)備、印刷機(jī)械（刷輥運(yùn)動(dòng)、裁紙等）、機(jī)械手、自動(dòng)門(mén)（列車(chē)及大廳）、裁床（裁鋼管、木板、線材等）、橋梁監(jiān)測(cè)、電梯平層、升降機(jī)、水閘開(kāi)度、水庫(kù)水位、行車(chē)、工程車(chē)、龍門(mén)吊、港口設(shè)備、煤炭設(shè)備（掘進(jìn)機(jī)、坑道支架、塌方監(jiān)測(cè)等）、水處理液位、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備、地質(zhì)監(jiān)測(cè)（如：塌方、潰堤）、石油鉆探設(shè)備、探礦設(shè)備等。