位移傳感器簡介

　　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物理量轉(zhuǎn)換為電量。在生產(chǎn)過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。按被測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、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重要優(yōu)點是便于將信號直接送入計算機系統(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，因為一般位移傳感器是以分壓的方式來使用，具體電阻的大小對傳感器的數(shù)據(jù)采集沒有影響。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窮小。

　　位移傳感器的工作原理

　　電位器式位移傳感器，它通過電位器元件將機械位移轉(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，為實現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關(guān)系。電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相連。

　　物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。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時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，則過大的階躍電壓會引起系統(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主要缺點是易磨損。它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，輸出信號大，使用方便，價格低廉。

　　磁致伸縮位移傳感器通過非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動磁環(huán)的絕對位置來測量被檢測產(chǎn)品的實際位移值的；該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬的實際案例中。

　　由于作為確定位置的活動磁環(huán)和敏感元件并無直接接觸，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防護等級在IP67以上。此外，傳感器采用了高科技材料和先進的電子處理技術(shù)，因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號為絕對位移值，即使電源中斷、重接，數(shù)據(jù)也不會丟失，更無須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復(fù)檢測，也不會對傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測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、通過兩個不同磁場相交產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號來準(zhǔn)確地測量位置的。測量元件是一根波導(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。測量過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)生一個圓周磁場，當(dāng)該磁場和套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動磁環(huán)產(chǎn)生的磁場相交時，由于磁致伸縮的作用，波導(dǎo)管內(nèi)會產(chǎn)生一個應(yīng)變機械波脈沖信號，這個應(yīng)變機械波脈沖信號以固定的聲音速度傳輸，并很快被電子室所檢測到。

　　由于這個應(yīng)變機械波脈沖信號在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時間和活動磁環(huán)與電子室之間的距離成正比，通過測量時間，就可以高度精確地確定這個距離。由于輸出信號是一個真正的絕對值，而不是比例的或放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，更無需定期重標(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、長行程絕對位置測量的位移傳感器。它采用非接觸的測量方式，由于測量用的活動磁環(huán)和傳感器自身并無直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因而其使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強，可靠性高，安全性好，便于系統(tǒng)自動化工作，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、高壓和強振動，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機械位移的測量、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電壓，利用其優(yōu)良的平滑性，來檢測輸出電壓（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TOM公司生產(chǎn)的精密直線位移傳感器，是帶有一個長的持續(xù)傳導(dǎo)軌跡分壓計型傳感器，在控制和測量運用中，適合于絕對位移傳感，其線性精度為士0.05%。具有移動快，壽命長等特點，符合龍門式精密油壓機的控制要求。

　　根據(jù)實際要求在油壓機的主缸、液壓墊上分別安裝Kl下滑板式、KTC拉桿式直線位移傳感器。在一個半自動工作過程中，油壓機的主缸、液壓墊分別帶動兩只直線位移傳感器移動，將采集到的兩點模擬量值輸入到FX2N-8AD，F(xiàn)X2N-8AD將此模擬輸入數(shù)值（此時是電壓輸入），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量長度為500mm、400mm。

　?。?）磁致伸縮位移傳感器使用中的注意事項

　　磁致伸縮位移（液位）傳感器，通過內(nèi)部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動磁環(huán)的絕對位置來測量被檢測產(chǎn)品的實際位移值的;該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬的實際案例中

　　根據(jù)供應(yīng)商提供的資料，強調(diào)了本傳感器在使用中必須注意的一些事項，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，那么在安裝滑動磁鐵環(huán)時要在滑動磁環(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。要把需要實際測量的范圍，置于傳感器的有效測量區(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量盲區(qū)。具體請參閱圖上的顯示。根據(jù)資料說明RH型的傳感器的死區(qū)，即測量桿前部端頭的部位，對于測量范圍5米之內(nèi)的為63.5mm;測量范圍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，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、壓鑄機、吹瓶機、液壓機、鞋機、橡膠機、輪胎硫化機、壓延機、五金機械（監(jiān)控模具厚度變化和平衡）、鋼廠軋輥調(diào)節(jié)、盾構(gòu)機、液壓伺服系統(tǒng)、液位檢測和控制。

　　2.激光位移傳感器的應(yīng)用

　　激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

　　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，報警，運輸

　　工業(yè)：吊車，吊架，收割機，起重機，稱重系統(tǒng)的傾斜補償，瀝青機。鋪路機等

　　火車：高速列車轉(zhuǎn)向架和客車車廂的傾斜測量

　　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

　　機械：傾斜控制，大型機械對準(zhǔn)控制，彎曲控制，起重機

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

　　4.直線位移傳感器（電子尺）的應(yīng)用領(lǐng)域

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

　　5.拉繩/拉線位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

　　舞臺屏幕設(shè)備、皮革機械、盾構(gòu)機、長行程鉆管機、彈簧機械、木工機械、板材設(shè)備、印刷機械（刷輥運動、裁紙等）、機械手、自動門（列車及大廳）、裁床（裁鋼管、木板、線材等）、橋梁監(jiān)測、電梯平層、升降機、水閘開度、水庫水位、行車、工程車、龍門吊、港口設(shè)備、煤炭設(shè)備（掘進機、坑道支架、塌方監(jiān)測等）、水處理液位、倉儲設(shè)備、地質(zhì)監(jiān)測（如：塌方、潰堤）、石油鉆探設(shè)備、探礦設(shè)備等。