位移傳感器的主要分類

1、位移傳感器的主要分類 位移傳感器的主要分類 根據(jù)運(yùn)動方式 直線位移傳感器 : 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。 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,通過滑片在滑軌上的位移 來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓,允許流過微安培的小電流 ,滑片與始端之 間的電壓 ,與滑片移動的長度成正比。將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?yàn)橛蓽囟茸兓鸬淖柚底兓粫绊懙綔y量結(jié)果。 角度位移傳感器 : 角度位移傳感器應(yīng)用于障礙處理:使用角度傳感器來控制您的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。 原理非常簡單 : 如果馬達(dá)角度傳感器構(gòu)造運(yùn)轉(zhuǎn)

2、,而齒輪不轉(zhuǎn) ,說明您的機(jī)器已經(jīng)被障礙物給擋 住了。此技術(shù)使用起來非常簡單 ,而且非常有效 ;唯一要求就就是運(yùn)動的輪子不能在地板上打 滑（或者說打滑次數(shù)太多 ）,否則您將無法檢測到障礙物。 一個空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以 避免這個問題 ,這個輪子不就是由馬達(dá)驅(qū)動而就是通過裝置的運(yùn)動帶動它:在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過 程中 ,如果惰輪停止了 ,說明您碰到障礙物了。 根據(jù)材質(zhì) 電位器式位移傳感器 :它通過電位器元件將機(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。 普通直線電位器與圓形電位器都可分別用作直線位移與角位移傳感器。 但就 是,為實(shí)現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計(jì)的電位器,要求在位移變化與電阻變化

3、之間有一個確定關(guān)系。 圖 1 中的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,阻值的增加還就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(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(diǎn)就是易磨損。它的優(yōu)點(diǎn)就是:結(jié)構(gòu)簡單 , 輸出信號大 ,使用方便 ,價(jià)格低廉。 霍耳式位移傳感器 :它的測量原理就

4、是保持霍耳元件 （見半導(dǎo)體磁敏元件 ）的激勵電流不變 ,并 使其在一個梯度均勻的磁場中移動,則所移動的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場梯度越大, 靈敏度越高 ;梯度變化越均勻 ,霍耳電勢與位移的關(guān)系越接近于線性。圖 2 中就是三種產(chǎn)生梯 度磁場的磁系統(tǒng):a系統(tǒng)的線性范圍窄，位移Z=0時(shí)，霍耳電勢工0;b系統(tǒng)當(dāng)Z2毫米時(shí)具有良好 的線性,Z=0時(shí)，霍耳電勢=0;c系統(tǒng)的靈敏度高,測量范圍小于1毫米。圖中N、S分別表示正、 負(fù)磁極?；舳轿灰苽鞲衅鞯膽T性小、頻響高、工作可靠、壽命長，因此常用于將各種非電 量轉(zhuǎn)換成位移后再進(jìn)行測量的場合。 光電式位移傳感器 :它根據(jù)被測對象阻擋光通量的多少來測量對象的

5、位移或幾何尺寸。特點(diǎn) 就是屬于非接觸式測量 ，并可進(jìn)行連續(xù)測量。光電式位移傳感器常用于連續(xù)測量線材直徑或 在帶材邊緣位置控制系統(tǒng)中用作邊緣位置傳感器。 根據(jù)型號特性 導(dǎo)電塑料位移傳感器 : 用特殊工藝將 DAP（鄰苯二甲酸二稀丙脂）電阻漿料覆在絕緣機(jī)體上，加熱聚合成電阻膜，或?qū)?DAP 電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內(nèi)形成的實(shí)心體作為電阻體。特點(diǎn)就是:平滑性好、分 辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長、動噪聲小、可靠性極高、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、導(dǎo)彈、 飛機(jī)雷達(dá)天線的伺服系統(tǒng)等。 位移傳感器的主要分類 繞線位移傳感器 :就是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體,并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線 電位器特點(diǎn)就是接

6、觸電阻小,精度高,溫度系數(shù)小 ,其缺點(diǎn)就是分辨力差 ,阻值偏低 ,高頻特性 差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調(diào)零與工作點(diǎn)等。 金屬玻璃鈾位移傳感器 : 用絲網(wǎng)印刷法按照一定圖形 ,將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。特 點(diǎn)就是 :阻值范圍寬 ,耐熱性好 ,過載能力強(qiáng) ,耐潮 ,耐磨等都很好 ,就是很有前途的電位器品種 , 缺點(diǎn)就是接觸電阻與電流噪聲大。 金屬膜位移傳感器 : 金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點(diǎn)就是分辨力高、 耐高溫、溫度系數(shù)小、動噪聲小、平滑性好。 磁敏式位移傳感器 : 消除了機(jī)械接觸 ,壽命長、可靠性高 ,缺點(diǎn) :對工作環(huán)境

7、要求較高、 光電式位移傳感器 : 消除了機(jī)械接觸 ,壽命長、可靠性高 ,缺點(diǎn) :數(shù)字信號輸出 ,處理煩瑣。 磁致伸縮式位移傳感器 : 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(shí)際位移值的;該傳感器的高精度與高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬 的實(shí)際案例中。 由于作為確定位置的活動磁環(huán)與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?；蚱渌廴镜挠绊憽４送?,傳感器采用了高科技材料與先進(jìn) 的電子處理技術(shù) , 因而它能應(yīng)用在高溫、高壓與高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號為絕對位 移值 ,即使電源中斷、

8、重接 ,數(shù)據(jù)也不會丟失 ,更無須重新歸零。由于敏感元件就是非接觸的, 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與使用壽 命。 磁致伸縮位移 （液位 ）傳感器 ,就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。測量元件就是一根波導(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。測量過程就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)該磁場與套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動磁環(huán) 產(chǎn)生的磁場相交時(shí) ,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(jī)械波脈沖信號,這個應(yīng) 變機(jī)械

9、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(jī)械波脈沖信號在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時(shí)間與活動磁環(huán)與電子室之間的距離成正 比 ,通過測量時(shí)間 ,就可以高度精確地確定這個距離。由于輸出信號就是一個真正的絕對值, 而不就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)。 數(shù)字激光位移傳感器 : 激光位移傳感器可精確非接觸測量被測物體的位置、 位移等變化 ,主要應(yīng)用于檢測物的位移、 厚度、振動、距離、直徑等幾何量的測量。 按照測量原理 ,激光位移傳感器原理分為激光三角測量法與激光回波分析法,激光三角測量法 一般適用于高精度、短距離的測量 ,而激光回波分析法

10、則用于遠(yuǎn)距離測量。 激光發(fā)射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面,經(jīng)物體反射的激光通過接收器鏡頭, 被內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收，根據(jù)不同的距離，CCD線性相機(jī)可以在不同的角度下“瞧見”這 個光點(diǎn)。根據(jù)這個角度及已知的激光與相機(jī)之間的距離,數(shù)字信號處理器就能計(jì)算出傳感器 與被測物體之間的距離。同時(shí) ，光束在接收元件的位置通過模擬與數(shù)字電路處理，并通過微處 理器分析 ，計(jì)算出相應(yīng)的輸出值 ，并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi)，按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號。 如 果使用開關(guān)量輸出 ，則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通 ，窗口之外截止。 另外 ，模擬量與開關(guān)量輸出可獨(dú)立 位移傳感器的主要分類 設(shè)置檢測窗口。 激光位移傳感器采用回波分析原理來測量距離以達(dá)到一定程度的精度。 傳感器內(nèi)部就是由處 理器單元、 回波