簡(jiǎn)單介紹直線(xiàn)位移傳感器原理與使用要求

前言

隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)應用領(lǐng)域對生產(chǎn)過(guò)程中精度控制的要求不斷提高，使得直線(xiàn)位移傳感器（光電式傳感器）得到了快速的發(fā)展。由于直線(xiàn)位移傳感器不僅更易優(yōu)化生產(chǎn)流程，良好地保證生產(chǎn)質(zhì)量，而且降低了生產(chǎn)成本和故障率。越來(lái)越多的用戶(hù)更加親睞于選擇使用模擬量位置控制產(chǎn)品（壓力傳感器）。從電位計式傳感器到磁致伸縮式原理，再到如今的新型電感式檢測原理，直線(xiàn)位移傳感器得到了不斷的發(fā)展。小編通過(guò)搜集整理資料，對有關(guān)直線(xiàn)位移傳感器（壓力傳感器工作原理）的相關(guān)知識作了以下具體的介紹。

直線(xiàn)位移傳感器的定義

直線(xiàn)位移傳感器是通過(guò)電位器元件將機械位移轉換成與之成線(xiàn)性或任意函數關(guān)系的電阻或電壓輸出的裝置。普通直線(xiàn)電位器和圓形電位器都可以分別用作直線(xiàn)位移和角位移傳感器。但是，為實(shí)現測量位移目的而設計的電位器，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(xiàn)位移傳感器的可動(dòng)電刷與被測物體相連，物體的位移引起電位器移動(dòng)端的電阻變化。

直線(xiàn)位移傳感器的原理

直線(xiàn)位移傳感器以電感線(xiàn)圈的工作原理為基礎，直線(xiàn)位移傳感器的功能在于把直線(xiàn)機械位移量轉換成電信號。為了達到這一效果，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)測量不同的阻值。直線(xiàn)位移傳感器滑軌連接穩態(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(cháng)度成正比。將直線(xiàn)位移傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會(huì )影響到測量結果。

新型直線(xiàn)位移傳感器的測量原理是基於RLC耦合電路產(chǎn)生的，是電感式原理的革新技術(shù)。不像電位計式或磁致伸縮式傳感器的檢測原理，這種測量方式具有相當大的優(yōu)勢。直線(xiàn)位移傳感器集成了信號發(fā)射器和接收器線(xiàn)圈系統，它們以印刷線(xiàn)圈的形式被精確地印制在電路板上。發(fā)射信號線(xiàn)圈由高頻交流磁場(chǎng)激活并與位置塊(諧振器)相互感應產(chǎn)生一個(gè)RLC的感應電路。因此，諧振器與接收線(xiàn)圈形成電感式耦合。在布有接收信號線(xiàn)圈的位置，電壓的變化由諧振器與線(xiàn)圈的感應而引起。這些電壓即為傳感器的測量信號。為了使測量更加靈活和快速，傳感器包含了一個(gè)粗略的和一個(gè)精確的測量線(xiàn)圈系統。前者負責粗略定位諧振器的位置，而後者負責精確定位。雙管齊下保證了它的精確測量。新型的檢測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，即便位置塊發(fā)生偏移或者抖動(dòng)，也不會(huì )對傳感器輸出產(chǎn)生任何偏差。

直線(xiàn)位移傳感器的應用領(lǐng)域

通用型直線(xiàn)位移傳感器的應用領(lǐng)域

　　1、 KTC、KTM、LS拉桿結構是一般通用結構，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中性而帶來(lái)的不良影響;

　　2、 KPC、KPM兩端固定帶絞接運動(dòng)型，適合擺動(dòng)的，傳感器本體無(wú)法固定的測量系統中,傳感器會(huì )隨著(zhù)測量運動(dòng)而運動(dòng);

　　3、 KTF、KFM滑塊型適應最小安裝長(cháng)度尺寸的應用，配合加長(cháng)臂，可以消除安裝的非對中的不良影響;

　　4、 KTR型是一款微型自恢復式拉桿結構，無(wú)需牽引安裝;

　　5、 KPF型法蘭面固定結構更可以檢測腔體內部位移

通用型直線(xiàn)位移傳感器的分類(lèi)

(1)拉桿式直線(xiàn)位移傳感器

通用拉桿導電塑膠膜系列，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;內置導電塑料測量單元，無(wú)溫漂，壽命長(cháng);具有自動(dòng)電氣接地功能。密封等級為IP67，DIN430650標準插頭插座，可以適用在大多數通用場(chǎng)合;拉桿球頭具有0.5mm自動(dòng)對中功能，允許極限運動(dòng)速度為10m/s

(2)滑動(dòng)式直線(xiàn)位移傳感器

通用滑塊導電塑膠膜系列，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;內置導電塑料測量單元，無(wú)溫漂，壽命長(cháng);具有自動(dòng)電氣接地功能。密封等級為IP54(向下安裝時(shí)為IP57)，DIN430650標準插頭插座，可以適用在大多數通用場(chǎng)合，特別是長(cháng)度方向受到限制，對中較困難的場(chǎng)合;拉桿配合球頭具有10mm自動(dòng)校正功能，允許極限運動(dòng)速度為10m/s。

直線(xiàn)位移傳感器的使用要求

1、供電電壓要穩定

工業(yè)電源要求±0.1%的穩定性，比如基準電壓10V，允許有±0.01V的波動(dòng)，否則，會(huì )導致顯示的圈套波動(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

靜電干擾和調頻干擾很容易使電子尺顯示數字跳動(dòng)。設備的強電線(xiàn)路與電子尺的信號線(xiàn)分開(kāi)線(xiàn)槽。電子尺應使用強制接地支架，且使電子尺外殼(可測量端蓋螺絲與支架之間的電阻，應小于1Ω電阻)良好接地，信號線(xiàn)使用屏蔽線(xiàn)，且在電箱的一端應予將屏蔽線(xiàn)接地。靜電干擾時(shí)，一般萬(wàn)用表的電壓測量非常正常，但就是顯示數字跳動(dòng);高頻器干擾時(shí)其現象也一樣。驗證是不是靜電干擾，用一段電源線(xiàn)將電子尺的封蓋螺絲與機器上某一點(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，而且機器手、變頻器多出現高頻干擾，可以用停止機械手或變頻節電器的辦法驗證。

3、不能接錯電子尺的三條線(xiàn)

“1”、“3”線(xiàn)是電源線(xiàn)，“2”是輸出線(xiàn)，除電源線(xiàn)(“1”、“3”線(xiàn))可以調換外，“2”線(xiàn)只能是輸出線(xiàn)。上述線(xiàn)一旦接錯，將出現線(xiàn)性誤差大，出現控制非常困難,控制精度差，容易顯示跳動(dòng)等現象。

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：合模運動(dòng)會(huì )導致射膠電子尺顯示跳動(dòng)，或熔膠運動(dòng)會(huì )導致合模電子尺的顯示波動(dòng)。特別是電磁閥驅動(dòng)電源于電子尺供電電源在一起時(shí)容易出現上述情況，嚴重時(shí)可以用萬(wàn)用表的電壓檔測量到電壓的波動(dòng)。如果在排除了靜電干擾、高頻干擾，對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 )導致顯示數字跳動(dòng)。在這種情況下，一定要對角度和平行度的調整。

6、防止短路

直線(xiàn)位移傳感器電子尺工作過(guò)程中,有規律的在某一點(diǎn)顯示數據跳動(dòng)或不顯示數據,這種情況就要檢查連接線(xiàn)絕緣是否有破損并與機器的金屬外殼有規律的接觸引發(fā)的對地短路。

7、避免老化

對于使用時(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，導致顯示數字跳動(dòng)，可以認為是直線(xiàn)位移傳感器電子尺本身的早期損壞。

總結

直線(xiàn)位移傳感器的應用發(fā)展，使得傳感器家族邁向一個(gè)新的臺階，在電子元器件中也更具競爭實(shí)力。本文簡(jiǎn)單介紹了直線(xiàn)位移傳感器的定義、原理以及它的應用領(lǐng)域。并對直線(xiàn)位移傳感器的分類(lèi)與使用要求做了詳細介紹。