胤旭機(jī)電 >> 直線位移傳感器原理與使用要求 : 直線位移傳感器 是通過(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的裝置。普通直線電位器和圓形電位器都可以分別用作直線位移和角位移傳感器。但是
直線位移傳感器是通過(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的裝置。普通直線電位器和圓形電位器都可以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，就一定要要求在位移變化和電阻變化之間有一個(gè)確定關(guān)系。直線位移傳感器的可動(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。
直線位移傳感器的原理
直線位移傳感器以電感線圈的工作原理為基礎(chǔ)，直線位移傳感器的功能在于把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過(guò)滑片在滑軌上的位移來(lái)測(cè)量不同的阻值。直線位移傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過(guò)微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動(dòng)的長(zhǎng)度成正比。將直線位移傳感器用作分壓器可比較大限度降低對(duì)滑軌總阻值精確性的要求，因?yàn)橛蓽囟茸兓鸬淖柚底兓粫?huì)影響到測(cè)量結(jié)果。新型直線位移傳感器的測(cè)量原理是基於RLC耦合電路產(chǎn)生的，是電感式原理的革新技術(shù)。不像電位計(jì)式或磁致伸縮式傳感器的檢測(cè)原理，這種測(cè)量方式具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。直線位移傳感器集成了信號(hào)發(fā)射器和接收器線圈系統(tǒng)，它們以印刷線圈的形式被精確地印制在電路板上。發(fā)射信號(hào)線圈由高頻交流磁場(chǎng)激活并與位置塊(諧振器)相互感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)RLC的感應(yīng)電路。因此，諧振器與接收線圈形成電感式耦合。在布有接收信號(hào)線圈的位置，電壓的變化由諧振器與線圈的感應(yīng)而引起。這些電壓即為傳感器的測(cè)量信號(hào)。為了使測(cè)量更加靈活和快速，傳感器包含了一個(gè)粗略的和一個(gè)精確的測(cè)量線圈系統(tǒng)。前者負(fù)責(zé)粗略定位諧振器的位置，而後者負(fù)責(zé)精確定位。雙管齊下保證了它的精確測(cè)量。新型的檢測(cè)原理不但保證了傳感器的精度，而且能夠使傳感器在非接觸的方式下工作，在允許范圍內(nèi)，即便位置塊發(fā)生偏移或者抖動(dòng)，也不會(huì)對(duì)傳感器輸出產(chǎn)生任何偏差。
直線位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域
通用型直線位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域1、 KTC、KTM、LS拉桿結(jié)構(gòu)是一般通用結(jié)構(gòu)，配合可選拉球萬(wàn)向頭或魚(yú)眼萬(wàn)向頭，可以減少因安裝的非對(duì)中性而帶來(lái)的不良影響;
2、 KPC、KPM兩端固定帶絞接運(yùn)動(dòng)型，適合擺動(dòng)的，傳感器本體無(wú)法固定的測(cè)量系統(tǒng)中,傳感器會(huì)隨著測(cè)量運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng);
3、 KTF、KFM滑塊型適應(yīng)比較小安裝長(zhǎng)度尺寸的應(yīng)用，配合加長(zhǎng)臂，可以消除安裝的非對(duì)中的不良影響;
4、 KTR型是一款微型自恢復(fù)式拉桿結(jié)構(gòu)，無(wú)需牽引安裝;
5、 KPF型法蘭面固定結(jié)構(gòu)更可以檢測(cè)腔體內(nèi)部位移
通用型直線位移傳感器的分類
(1)拉桿式直線位移傳感器通用拉桿導(dǎo)電塑膠膜系列，有效行程75mm～1250mm，兩端均有4mm緩沖行程，精度0.05%～0.04%FS。外 殼表面陽(yáng)極處理，防腐蝕;內(nèi)置導(dǎo)電塑料測(cè)量單元，無(wú)溫漂，壽命長(zhǎng);具有自動(dòng)電氣接地功能。密封等優(yōu)質(zhì)為IP67，DIN430650標(biāo)準(zhǔn)插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場(chǎng)合;拉桿球頭具有0.5mm自動(dòng)對(duì)中功能，允許極限運(yùn)動(dòng)速度為10m/s
(2)滑動(dòng)式直線位移傳感器
通用滑塊導(dǎo)電塑膠膜系列，有效行程75mm～3000mm，兩端均有4mm緩沖行程，精度0.05%～0.02%FS。外 殼表面陽(yáng)極處理，防腐蝕;內(nèi)置導(dǎo)電塑料測(cè)量單元，無(wú)溫漂，壽命長(zhǎng);具有自動(dòng)電氣接地功能。密封等優(yōu)質(zhì)為IP54(向下安裝時(shí)為IP57)，DIN430650標(biāo)準(zhǔn)插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場(chǎng)合，特別是長(zhǎng)度方向受到限制，對(duì)中較困難的場(chǎng)合;拉桿配合球頭具有10mm自動(dòng)校正功能，允許極限運(yùn)動(dòng)速度為10m/s。
直線位移傳感器的使用要求
1、供電電壓要穩(wěn)定工業(yè)電源要求±0.1%的穩(wěn)定性，比如基準(zhǔn)電壓10V，允許有±0.01V的波動(dòng)，否則，會(huì)導(dǎo)致顯示的圈套波動(dòng)。如果這時(shí)的顯示波動(dòng)幅度不超過(guò)波動(dòng)電壓的波動(dòng)幅度，位移傳感器電子尺就屬于正常。
2.防止靜電干擾
靜電干擾和調(diào)頻干擾很容易使電子尺顯示數(shù)字跳動(dòng)。設(shè)備的強(qiáng)電線路與電子尺的信號(hào)線分開(kāi)線槽。電子尺應(yīng)使用強(qiáng)制接地支架，且使電子尺外殼(可測(cè)量端蓋螺絲與支架之間的電阻，應(yīng)小于1Ω電阻)良好接地，信號(hào)線使用屏蔽線，且在電箱的一端應(yīng)予將屏蔽線接地。靜電干擾時(shí)，一般萬(wàn)用表的電壓測(cè)量非常正常，但就是顯示數(shù)字跳動(dòng);高頻器干擾時(shí)其現(xiàn)象也一樣。驗(yàn)證是不是靜電干擾，用一段電源線將電子尺的封蓋螺絲與機(jī)器上某一點(diǎn)金屬短接即可，只要一短接，靜電干擾立即消除。但高頻干擾就難以用上述辦法消除，而且機(jī)器手、變頻器多出現(xiàn)高頻干擾，可以用停止機(jī)械手或變頻節(jié)電器的辦法驗(yàn)證。
3、不能接錯(cuò)電子尺的三條線
“1”、“3”線是電源線，“2”是輸出線，除電源線(“1”、“3”線)可以調(diào)換外，“2”線只能是輸出線。上述線一旦接錯(cuò)，將出現(xiàn)線性誤差大，出現(xiàn)控制非常困難,控制精度差，容易顯示跳動(dòng)等現(xiàn)象。
4、供電電源要有足夠的容量
如果電源容量太小，容易發(fā)生如下情況：合模運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致射膠電子尺顯示跳動(dòng)，或熔膠運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致合模電子尺的顯示波動(dòng)。特別是電磁閥驅(qū)動(dòng)電源于電子尺供電電源在一起時(shí)容易出現(xiàn)上述情況，嚴(yán)重時(shí)可以用萬(wàn)用表的電壓檔測(cè)量到電壓的波動(dòng)。如果在排除了靜電干擾、高頻干擾，對(duì)中性不好的情況下仍不能解決問(wèn)題，也可以懷疑是電源的功率偏小。
5、安裝對(duì)中性要好
角度容許±12°誤差，平行度容許±0.5mm，如果角度誤差和平行度誤差都偏大，就會(huì)導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動(dòng)。在這種情況下，一定要對(duì)角度和平行度的調(diào)整。
6、防止短路
直線位移傳感器電子尺工作過(guò)程中,有規(guī)律的在某一點(diǎn)顯示數(shù)據(jù)跳動(dòng)或不顯示數(shù)據(jù),這種情況就要檢查連接線絕緣是否有破損并與機(jī)器的金屬外殼有規(guī)律的接觸引發(fā)的對(duì)地短路。
7、避免老化
對(duì)于使用時(shí)間很久的電子尺，密封老化，可能有很多雜質(zhì)，并有油、水混合物，影響電刷的接觸電阻，導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動(dòng)，可以認(rèn)為是直線位移傳感器電子尺本身的早期損壞。
總結(jié)
直線位移傳感器的應(yīng)用發(fā)展，使得傳感器家族邁向一個(gè)新的臺(tái)階，在電子元器件中也更具競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。本文簡(jiǎn)單介紹了直線位移傳感器的定義、原理以及它的應(yīng)用領(lǐng)域。并對(duì)直線位移傳感器的分類與使用要求做了詳細(xì)介紹。
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