位移传感器的工作原理你了解吗
位移传感器是一种线性器件,属于金属感应器。传感器的功能是将测量到的各种物理量转化为电能,在许多领域得到了广泛的应用。位移传感器的工作原理是什么?
电位器式位移传感器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。阻力值的变化反映了位移值的变化,阻力值的增减反映了位移的方向。电位器上通常使用电源电压将电阻变化转化为输出电压。传统的拉绳位移传感器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯变化,其输出特性亦呈阶梯形。如果这样的位移传感器用作伺服系统的位置反馈元件,所述阶跃电压过大可能导致系统振荡。因此,在生产电位器时,应尽量减小每匝电阻值。另一个主要缺点电位计型传感器是容易磨损。磁致伸缩位移传感器,通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值;该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。
由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触,因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中,不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响,IP防护等级在IP67以上。此外,该传感器采用高科技材料和电子加工技术,可用于高温、高压、高振荡环境。传感器输出信号为位移值,即使电源中断、重接,数据也不会丢失,更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的,就算不断重复检测,也不会对传感器造成任何磨损,可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。
磁致伸缩位移传感器是利用磁致伸缩原理通过两个不同磁场相交产生一个扭转应力波脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管,波导管内的波导丝是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仓内产生电流脉冲,该电流脉冲在波导丝内传输,从而在波导丝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位置磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用,波导丝内会产生一个扭转应力波脉冲信号,这个扭转应力波脉冲信号以固定的声音速度传输,并很快被电子仓所检测到。
由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比,通过测量时间,就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标,磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程位置测量的位移传感器。它采用非接触的测量方式,由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触,不至于被摩擦、磨损,因而其使用寿命长、环境适应能力强,可靠性高,安全性好,便于系统自动化工作,即使在恶劣的工业环境下,也能正常工作。此外,它还能承受高温、高压和强振动,现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。