影響4000XS-4095位移傳感器精確性的三大因素

大家好，我是【廣州工控傳感★科技】4000XS-4095位移傳感器事業(yè)部，張工。

在討論不同的技術(shù)之前，了解行業(yè)如何衡量可靠性和一致性至關(guān)重要，為了量化這些因素所做的努力取得了不同程度的成功。不同的技術(shù)之間也可以衡量和比較通過(guò)4000XS-4095位移傳感器獲取的數(shù)據(jù)的一致性和置信度。

在測(cè)試設(shè)備中，僅僅提供精確的測(cè)量和結(jié)果往往不夠。每次使用機(jī)器時(shí)，這些結(jié)果必須保持一致。測(cè)試數(shù)據(jù)之間的變化表明，所獲得的結(jié)果可能存在缺陷，甚至可能無(wú)效。這種不一致性不僅破壞了測(cè)試的有效性，還迫使操作員運(yùn)行更多樣本才能獲得可量化的顯著平均值，從而耗費(fèi)了時(shí)間。對(duì)一個(gè)部件可能需要進(jìn)行不止25次或50次測(cè)試，甚至可能需要 100 次。

每個(gè)分類都包括兩種精確性規(guī)格：相對(duì)誤差（指讀數(shù)的百分比）和固定誤差（指實(shí)際測(cè)量誤差本身）。還有第三種與測(cè)量分辨率相關(guān)的規(guī)格，但與此處概述的要點(diǎn)無(wú)關(guān)。要確定等級(jí)，需要運(yùn)行兩次數(shù)據(jù)。然后使用兩次運(yùn)行之間的差異來(lái)說(shuō)明測(cè)量可重復(fù)性的置信水平。這些分類對(duì)制造商至關(guān)重要，允許選擇滿足其應(yīng)用具體參數(shù)以及行業(yè)期望和標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試設(shè)備，同時(shí)還考慮到其他因素，如運(yùn)行成本、安裝便捷性和環(huán)境條件。

測(cè)量技術(shù)
目前在測(cè)試設(shè)備中測(cè)量線性位移最常用的方法之一是使用4000XS-4095 (LVDT)。LVDT的工作原理是測(cè)量沿缸體螺孔鐵磁芯的電流。金屬物體沿核心芯移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，這個(gè)信號(hào)依次會(huì)由沿管放置的三個(gè)線圈進(jìn)行測(cè)量。該技術(shù)提供有諸多益處，包括兼容大多數(shù)工業(yè)設(shè)備、易于安裝和快速啟動(dòng)（無(wú)需重新校準(zhǔn)）。

第二項(xiàng)技術(shù)是4000XS-4095位置變送器，工作原理是 通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)的瞬時(shí)相互作用，在經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的磁致伸縮波導(dǎo)中產(chǎn)生聲波應(yīng)變脈沖。其中一個(gè)磁場(chǎng)來(lái)自沿著傳感器管外部通過(guò)的移動(dòng)永磁體；另一個(gè)磁場(chǎng)來(lái)自沿波導(dǎo)施加的電流脈沖或詢問(wèn)脈沖。這種相互作用會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變脈沖，以音速沿波導(dǎo)傳播，直到傳感器頭部檢測(cè)到脈沖。

磁鐵的位置通過(guò)測(cè)量施加詢脈沖和產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖到達(dá)之間的時(shí)間進(jìn)行高精度測(cè)定。因此在絕對(duì)沒有磨損傳感部件的情況下，實(shí)現(xiàn)了精確、非接觸式的位置反饋。磁致伸縮也無(wú)需重新校準(zhǔn)，可以輕松安裝在大多數(shù)工業(yè)環(huán)境中。

影響精確性的因素
在完美的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下（溫度受控、電磁干擾、沖擊、振動(dòng)等），大多數(shù)傳感器都能提供相當(dāng)一致的結(jié)果。真正的衡量指標(biāo)在于產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的表現(xiàn)。

LVDT尤其容易受到環(huán)境的影響。根據(jù)設(shè)計(jì)，LVDT 屬于可變交流變壓器，容易受到線纜電容、阻抗、解調(diào)器相位變化以及變壓器及其匹配核芯物理繞線的微小變化而產(chǎn)生誤差。此外，由于核心和變壓器仍保持同心和角度對(duì)中，因此元件會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化，特別是當(dāng)與砂礫或其他污染物結(jié)合時(shí)。

如何進(jìn)行衡量
4000XS-4095位移傳感器LVDT 在長(zhǎng)度 >25cm 的物理范圍內(nèi)使用典型線性化算法難以符合C級(jí)規(guī)范（讀數(shù) ± 2.0% 或 ± 0.005 英寸），而大多數(shù)磁致伸縮線性定位傳感器則很容易達(dá)到A級(jí)（讀數(shù) ± 0.5% 或 ± 0.001 英寸）等級(jí)，尤其是在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)條件下測(cè)量時(shí)。這種優(yōu)勢(shì)在需要較長(zhǎng)的行程長(zhǎng)度 (>100 cm) 或高速讀數(shù) (50 cm/second) 的應(yīng)用中往往更加明顯。

與LVDT相比，4000XS-4095位移傳感器對(duì)環(huán)境因素的敏感性也較低，如電磁干擾、沖擊和振動(dòng)。此外，由于磁致伸縮傳感器不使用運(yùn)動(dòng)備件，因此持續(xù)使用不會(huì)造成磨損和撕裂。這些傳感器可以無(wú)限期運(yùn)行，幾乎或完全不需要維護(hù)。這些傳感器幾乎可以安裝在任何空間中，而絲毫不會(huì)影響性能。

結(jié)論
盡管 LVDT 在低端性能應(yīng)用中仍具有一定的價(jià)值，但4000XS-4095位移傳感器在需要長(zhǎng)期可靠數(shù)據(jù)的設(shè)備中能夠提供切實(shí)的益處。在測(cè)試設(shè)備中，磁致伸縮線性定位傳感器能夠提供更一致的結(jié)果，減少磨損和撕裂。