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什么是位移传感器,位移传感器的原理与应用领域

2017-08-24
类别:行业趋势
eye 289
文章创建人 拍明
  位移传感器又称为线性传感器,它分为电感式位移传感器,电容式位移传感器,光电式位移传感器,超声波式位移传感器,霍尔式位移传感器。目前,位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制等方面。在位移传感器日渐普遍的今天,增进对位移传感器的了解也是势在必行的,小编现在就分类给大家介绍一下位移传感器。


位移传感器.png

  根据运动方式分类:

  直线位移传感器,它的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。为了达到这一效果,通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位,通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压,允许流过微安培的小电流,滑片和始端之间的电压,与滑片移动的长度成正比。将传感器用作分压器可大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求,因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。

  角度位移传感器,主要应用于障碍处理:使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理简单:如果马达角度传感器构造运转,而齿轮不转,说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来简单,而且有效;唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑(或者说打滑次数太多),否则你将无法检测到障碍物。

  根据材质分类:

  霍耳式位移传感器,它的测量原理是保持霍耳元件(见半导体磁敏元件)的激励电流不变,并使其在一个梯度均匀的磁场中移动,则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。磁场梯度越大,灵敏度越高;梯度变化越均匀,霍耳电势与位移的关系越接近于线性。图2中是三种产生梯度磁场的磁系统:a系统的线性范围窄,位移Z=0时,霍耳电势≠0;b系统当Z<2毫米时具有良好的线性,Z=0时,霍耳电势=0;c系统的灵敏度高,测量范围小于1毫米。图中N、S分别表示正、负磁极。霍耳式位移传感器的惯性小、频响高、工作可靠、寿命长,因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。

  光电式位移传感器,它根据被测对象阻挡光通量的多少来测量对象的位移或几何尺寸。特点是属于非接触式测量,并可进行连续测量。光电式位移传感器常用于连续测量线材直径或在带材边缘位置控制系统中用作边缘位置传感器

  电位器式位移传感器,电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。通常在电位器上通以电源电压,以把电阻变化转换为电压输出。线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化,其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件,则过大的阶跃电压会引起系统振荡。它的优点是:结构简单,输出信号大,使用方便,价格低廉。


  位移传感器原理介绍


  位移传感器又称为线性传感器,是一种探测物体移动位移的装置。它可以分为电感式位移传感器,直线位移传感器原理,电容式位移传感器,光电式位移传感器,磁致伸缩位移传感器,霍尔式位移传感器等。位移传感器有很独特的作用,想必各位和我一样十分好奇它的工作原理吧,小编现在就整理几个典型的位移传感器的工作原理。

位移传感器原理介绍.png

  直线位移传感器原理:通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位,通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压,允许流过微安培的小电流,滑片和始端之间的电压,与滑片移动的长度成正比。将传感器用作分压器可大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求,因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。

  电位器式位移传感器原理:它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是,为实现测量位移目的而设计的电位器,要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。通常在电位器上通以电源电压,以把电阻变化转换为电压输出。线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化,其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件,则过大的阶跃电压会引起系统振荡。

  光电式位移传感器原理:它根据被测对象阻挡光通量的多少来测量对象的位移或几何尺寸。特点是属于非接触式测量,并可进行连续测量。光电式位移传感器常用于连续测量线材直径或在带材边缘位置控制系统中用作边缘位置传感器。

  霍耳式位移传感器原理:它的测量原理是保持霍耳元件(见半导体磁敏元件)的激励电流不变,并使其在一个梯度均匀的磁场中移动,则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。磁场梯度越大,灵敏度越高;梯度变化越均匀,霍耳电势与位移的关系越接近于线性。图2中是三种产生梯度磁场的磁系统:a系统的线性范围窄,位移Z=0时,霍耳电势≠0;b系统当Z<2毫米时具有良好的线性,Z=0时,霍耳电势=0;c系统的灵敏度高,测量范围小于1毫米。图中N、S分别表示正、负磁极。霍耳式位移传感器的惯性小、频响高、工作可靠、寿命长,因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。

  磁致伸缩位移传感器原理,是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管,波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲,该电流脉冲在波导管内传输,从而在波导管外产生一个圆周磁场。当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用。波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号,这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输,并很快被电子室所检测到。这种设备不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。


  位移传感器用在哪里?位移传感器的应用


  激光传感器的优点是能实现无接触远距位移传感器又称为线性传感器,把位移转换为电量的传感器。它是一种属于金属感应的线性器件,传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。位移传感器的应用范围相当广泛,常用在工业自动化或者建筑桥梁等方面,小编现在就给大家具体的介绍一下一些常用的位移传感器的应用。

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  磁致伸缩位移传感器的应用

  磁致伸缩位移传感器的应用领域(位移)

  磁致伸缩位移传感器的应用领域有伺服液压油缸活塞位置反馈或预置, 研磨机械位置反馈或预置, 木材加工定位控制, 水轮机导叶开度的检测与控制, 纸张和塑料薄膜成型, 挤注模具机械;吹塑, 工程机械, 金属成型/剪切冲压; 其它机械定位和位移检测;水坝闸门, 伺服汽缸活塞位置反馈或预置, 铸锻机床位移控制, 注塑机模板定位与监测, 汽轮机气阻阀门开度的检测与控制 , 玻璃压制, 塑料机械改造, 气动缸, 钢材滚压, 食品加工, 港口机械, 船舶舵机伺服系统。

  磁致伸缩位移传感器的应用领域(液位)

  可广泛应用于石油、化工、水利、制药、食品、饮料等行业的各种液罐的液位计量和控制,航天加油系统、汽车加油系统、柴油加油系统及各种液压罐、水文监测、水处理等。

  激光位移传感器的应用

  离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量,还可用于探伤和大气污染物的监测等。


  角度位移传感器的应用


  系列倾角,角度传感器,距离传感器速度传感器,以及测量方位用的数字罗盘,电子罗盘和陀螺仪已经广泛的应用各种行业。角度传感器的典型应用场合: 地理: 山体滑坡,雪崩;民用: 大坝,建筑,桥梁,玩具,报警,运输;工业:吊车,吊架,收割机,起重机,称重系统的倾斜补偿,沥青机.铺路机等;火车:高速列车转向架和客车车厢的倾斜测量;海事:纵倾和横滚控制,油轮控制,天线位置控制;钻井:精确钻井倾斜控制;机械:倾斜控制,大型机械对准控制,弯曲控制,起重机;军用:火炮和雷达调整,初始位置控制,导航系统,军用着陆平台控制。


责任编辑:Davia

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