簡單介紹直線位移傳感器原理與使用要求

前言

隨著電子技術的發(fā)展，工業(yè)應用領域對生產(chǎn)過程中精度控制的要求不斷提高，使得直線位移傳感器（光電式傳感器）得到了快速的發(fā)展。由于直線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)質量，而且降低了生產(chǎn)成本和故障率。越來越多的用戶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，直線位移傳感器得到了不斷的發(fā)展。小編通過搜集整理資料，對有關直線位移傳感器（壓力傳感器工作原理）的相關知識作了以下具體的介紹。

直線位移傳感器的定義

直線位移傳感器是通過電位器元件將機械位移轉換成與之成線性或任意函數(shù)關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，為實現(xiàn)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確定關系。直線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。

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，直線位移傳感器的功能在于把直線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，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。直線位移傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。將直線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影響到測量結果。

新型直線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。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。直線位移傳感器集成了信號發(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)射信號線圈由高頻交流磁場激活并與位置塊(諧振器)相互感應產(chǎn)生一個RLC的感應電路。因此，諧振器與接收線圈形成電感式耦合。在布有接收信號線圈的位置，電壓的變化由諧振器與線圈的感應而引起。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，傳感器包含了一個粗略的和一個精確的測量線圈系統(tǒng)。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，也不會對傳感器輸出產(chǎn)生任何偏差。

直線位移傳感器的應用領域

通用型直線位移傳感器的應用領域

　　1、 KTC、KTM、LS拉桿結構是一般通用結構，配合可選拉球萬向頭或魚眼萬向頭，可以減少因安裝的非對中性而帶來的不良影響;

　　2、 KPC、KPM兩端固定帶絞接運動型，適合擺動的，傳感器本體無法固定的測量系統(tǒng)中,傳感器會隨著測量運動而運動;

　　3、 KTF、KFM滑塊型適應最小安裝長度尺寸的應用，配合加長臂，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

通用型直線位移傳感器的分類

(1)拉桿式直線位移傳感器

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 殼表面陽極處理，防腐蝕;內置導電塑料測量單元，無溫漂，壽命長;具有自動電氣接地功能。密封等級為IP67，DIN430650標準插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場合;拉桿球頭具有0.5mm自動對中功能，允許極限運動速度為10m/s

(2)滑動式直線位移傳感器

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 殼表面陽極處理，防腐蝕;內置導電塑料測量單元，無溫漂，壽命長;具有自動電氣接地功能。密封等級為IP54(向下安裝時為IP57)，DIN430650標準插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場合，特別是長度方向受到限制，對中較困難的場合;拉桿配合球頭具有10mm自動校正功能，允許極限運動速度為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，比如基準電壓10V，允許有±0.01V的波動，否則，會導致顯示的圈套波動。如果這時的顯示波動幅度不超過波動電壓的波動幅度，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(shù)字跳動。設備的強電線路與電子尺的信號線分開線槽。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，信號線使用屏蔽線，且在電箱的一端應予將屏蔽線接地。靜電干擾時，一般萬用表的電壓測量非常正常，但就是顯示數(shù)字跳動;高頻器干擾時其現(xiàn)象也一樣。驗證是不是靜電干擾，用一段電源線將電子尺的封蓋螺絲與機器上某一點金屬短接即可，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(xiàn)高頻干擾，可以用停止機械手或變頻節(jié)電器的辦法驗證。

3、不能接錯電子尺的三條線

“1”、“3”線是電源線，“2”是輸出線，除電源線(“1”、“3”線)可以調換外，“2”線只能是輸出線。上述線一旦接錯，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：合模運動會導致射膠電子尺顯示跳動，或熔膠運動會導致合模電子尺的顯示波動。特別是電磁閥驅動電源于電子尺供電電源在一起時容易出現(xiàn)上述情況，嚴重時可以用萬用表的電壓檔測量到電壓的波動。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，就會導致顯示數(shù)字跳動。在這種情況下，一定要對角度和平行度的調整。

6、防止短路

直線位移傳感器電子尺工作過程中,有規(guī)律的在某一點顯示數(shù)據(jù)跳動或不顯示數(shù)據(jù),這種情況就要檢查連接線絕緣是否有破損并與機器的金屬外殼有規(guī)律的接觸引發(fā)的對地短路。

7、避免老化

對于使用時間很久的電子尺，密封老化，可能有很多雜質，并有油、水混合物，影響電刷的接觸電阻，導致顯示數(shù)字跳動，可以認為是直線位移傳感器電子尺本身的早期損壞。

總結

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