位移傳感器又稱(chēng)為線性傳感器,是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,它的主要作用是將各種被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量。具體來(lái)說(shuō),位移傳感器主要用于測(cè)量物體的位置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的移動(dòng)量。
位移傳感器的種類(lèi)和原理有多種,例如:
電位器式位移傳感器:通過(guò)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。阻值的變化量反映了位移的量值,阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。
磁致伸縮位移傳感器:基于磁致伸縮原理工作,通過(guò)兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量位置。這種傳感器對(duì)于液體中的使用特別合適,特別是液壓缸內(nèi)部。
光柵傳感器:具有易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精度高(目前分辨率最高的可達(dá)到納米級(jí))、抗干擾能力強(qiáng)、沒(méi)有人為讀數(shù)誤差、安裝方便、使用可靠等優(yōu)點(diǎn),因此在機(jī)床加工、檢測(cè)儀表等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
按被測(cè)變量變換的形式不同,位移傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式又可分為物性型和結(jié)構(gòu)型兩種。常用位移傳感器以模擬式結(jié)構(gòu)型居多,包括電位器式位移傳感器、電感式位移傳感器、自整角機(jī)、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。
位移傳感器的接線方式的確定及標(biāo)定
位移傳感器的接線方式主要根據(jù)傳感器的類(lèi)型、工作原理以及應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)確定。常見(jiàn)的接線方式有二線制、三線制和四線制。
二線制接線方式:在這種方式中,傳感器電源接開(kāi)關(guān)電源正,傳感器信號(hào)線接設(shè)備的輸入。如果設(shè)備有輸入負(fù)的話,那就把輸入負(fù)和開(kāi)關(guān)電源負(fù)用導(dǎo)線連接。
三線制接線方式:根據(jù)設(shè)備端口進(jìn)行調(diào)整。如果設(shè)備只有三個(gè)端口,那么傳感器的三條線(電源正、負(fù),輸出正)直接對(duì)接設(shè)備的三個(gè)端口。如果設(shè)備有四個(gè)端口,那么留下設(shè)備的輸入負(fù),和電源負(fù)串接。
四線制接線方式:將電源線一一對(duì)應(yīng)設(shè)備端口就可以了。
此外,還有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種接線方式。在串聯(lián)式接線中,傳感器和控制器之間直接相連,傳感器輸出信號(hào)會(huì)被依次處理。而在并聯(lián)式接線中,傳感器與其他傳感器或控制器一并相連,同時(shí)向控制器發(fā)出信號(hào),控制器再做進(jìn)一步處理。
位移傳感器的標(biāo)定通常是為了確定其測(cè)量精度和線性度,以便在實(shí)際應(yīng)用中獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。標(biāo)定的過(guò)程一般包括:將傳感器安裝在標(biāo)定的設(shè)備或機(jī)器上,對(duì)其施加已知的量值,記錄傳感器的輸出值,并根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制出標(biāo)定曲線或表格。通過(guò)標(biāo)定,可以了解傳感器的誤差范圍和特性,從而在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償或調(diào)整。
二線制和三線制的位移傳感器的區(qū)別
二線制和三線制的位移傳感器在以下方面存在區(qū)別:
接線方式:二線制傳感器只有兩個(gè)電極,分別連接電源和儀表信號(hào)輸入端。而三線制傳感器則具有三個(gè)電極,其中兩個(gè)分別連接電源和儀表信號(hào)輸入端,另一個(gè)為電源共地端。
電路結(jié)構(gòu):二線制傳感器的電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,只有一個(gè)模擬輸入和一個(gè)模擬輸出。而三線制傳感器的電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,通常擁有一個(gè)信號(hào)輸入和一個(gè)信號(hào)輸出。
信號(hào)傳輸距離:由于二線制傳感器的電路相對(duì)簡(jiǎn)單,其信號(hào)傳輸距離較短,只適用于距離較近的場(chǎng)合。而三線制傳感器則具有較長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離,適用于距離較遠(yuǎn)、干擾較大的場(chǎng)合。
抗干擾能力:三線制傳感器由于有電源共地端的存在,可以大大減小系統(tǒng)干擾對(duì)傳感器的影響,從而提高傳感器的精度和穩(wěn)定性。相比之下,二線制傳感器的抗干擾能力較弱。
測(cè)量精度:由于三線制傳感器在電路結(jié)構(gòu)和信號(hào)傳輸方面的優(yōu)勢(shì),其測(cè)量精度通常高于二線制傳感器。
二線制和三線制位移傳感器的主要區(qū)別在于接線方式、電路結(jié)構(gòu)、信號(hào)傳輸距離、抗干擾能力和測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí),需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求和測(cè)量要求來(lái)選擇合適的類(lèi)型。
審核編輯:黃飛
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