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首頁(yè) >深圳市京都玉崎電子有限公司> 技術(shù)文章> 什么是位移傳感器
什么是位移傳感器
2024/11/20 15:31:23
位移傳感器是一種測(cè)量物體本身厚度和高度的傳感裝置。
市場(chǎng)上有通過(guò)接觸探針進(jìn)行測(cè)量的接觸式傳感器和使用激光的非接觸式傳感器。
位移傳感器的應(yīng)用
位移傳感器在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。特別是加工設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備需要檢測(cè)工件的位置和形狀，因此采用位移傳感器來(lái)測(cè)量距離。
在需要測(cè)量物體厚度信息的情況下也很有用，例如產(chǎn)品外觀檢查。厚度可以使用卡尺測(cè)量，但非接觸式位移傳感器用于形狀復(fù)雜的產(chǎn)品或觸摸時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的產(chǎn)品。
位移傳感器原理
當(dāng)測(cè)量到某個(gè)物體的距離時(shí)，使用漫反射型或鏡面反射型激光位移計(jì)。兩者都是通過(guò)在被測(cè)量物體的表面上反射來(lái)自激光光源的光并用光接收部檢測(cè)反射光來(lái)測(cè)量距離。
光接收區(qū)域具有一定的寬度，并且接收區(qū)域根據(jù)反射光的角度而不同。當(dāng)受光面積發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)檢測(cè)到相應(yīng)的電流，并將該信息轉(zhuǎn)換為距離值。
由于其結(jié)構(gòu)的原因，如果被測(cè)物體的表面具有銳角，則反射光將不會(huì)返回到光接收部，從而無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。這個(gè)允許的傾角是由位移計(jì)的設(shè)計(jì)決定的，一般漫反射型位移傳感器具有更寬的檢測(cè)角度。
位移傳感器的類型
根據(jù)應(yīng)用的不同，可以銷售多種位移傳感器。以下是位移傳感器的一些示例。
1.差動(dòng)變壓器式位移傳感器
這是利用電磁進(jìn)行線性位移檢測(cè)的*典型的傳感器。它由一個(gè)初級(jí)線圈、兩個(gè)次級(jí)線圈以及線圈之間的鐵芯組成。初級(jí)線圈起勵(lì)磁作用，次級(jí)線圈起檢測(cè)作用，鐵芯運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)高頻交流電通過(guò)初級(jí)線圈時(shí)，由于電磁感應(yīng)而在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓，使鐵芯移動(dòng)。通過(guò)移動(dòng)鐵芯，從差動(dòng)輸出為零的狀態(tài)產(chǎn)生電壓差，可以測(cè)量位移。
由于其結(jié)構(gòu)，測(cè)量值很少發(fā)生跳躍。另一方面，由于它使用線圈的磁場(chǎng)，因此磁場(chǎng)的特性可能不穩(wěn)定，具體取決于鐵芯在線圈內(nèi)的位置。
2.線性標(biāo)尺
線性標(biāo)尺，也稱為線性編碼器，是一種高精度測(cè)量沿直線的位置和距離的傳感器。有兩種類型：Inductosin 和 Magnescale。
感應(yīng)器由固定的梳齒線圈刻度和活動(dòng)的梳齒線圈滑塊組成。當(dāng)交流電通過(guò)線圈時(shí)，滑塊線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并根據(jù)相位的變化測(cè)量位移。
Magnescale由使用磁帶作為磁記錄介質(zhì)的標(biāo)尺和檢測(cè)傳感器組成。檢測(cè)傳感器移動(dòng)來(lái)檢測(cè)位置并測(cè)量位移。
3. 同步
同步器是一種用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角位移的傳感器，由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸組成：發(fā)射器和接收器。當(dāng)交流電通過(guò)纏繞在發(fā)射器軸上的初級(jí)線圈時(shí)，由于電磁感應(yīng)，接收器的次級(jí)線圈中會(huì)感應(yīng)出電壓。
此時(shí)，接收器側(cè)的軸與發(fā)送器側(cè)的軸旋轉(zhuǎn)相同的角度，并測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度的位移。
4.旋轉(zhuǎn)變壓器
旋轉(zhuǎn)變壓器是一種利用電磁感應(yīng)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的傳感器。它由一個(gè)勵(lì)磁線圈、兩個(gè)檢測(cè)線圈和鐵芯組成。所有這些線圈都是直的。
當(dāng)向勵(lì)磁線圈施加交流電壓時(shí)，檢測(cè)線圈中就會(huì)感應(yīng)出電壓。由于輸出電壓根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度而變化，因此可以根據(jù)該輸出信號(hào)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度位移。
如何選擇位移傳感器
選擇突變傳感器時(shí)，首先檢查應(yīng)用是距離檢測(cè)還是形狀信息檢測(cè)。對(duì)于距離檢測(cè)，請(qǐng)從符合測(cè)量范圍的產(chǎn)品中選擇能夠測(cè)量大于被測(cè)物體表面角度的產(chǎn)品。對(duì)于厚度測(cè)量，請(qǐng)檢查檢測(cè)范圍。
之后，確認(rèn)所需的測(cè)量精度并選擇分辨率、檢測(cè)精度和線性度的規(guī)格。這些都是影響測(cè)量精度的因素，一般來(lái)說(shuō)，精度越高，價(jià)格就越貴。
我們還檢查安裝空間以及測(cè)量精度。如果安裝空間較小，建議使用小型傳感器。
市場(chǎng)上有通過(guò)接觸探針進(jìn)行測(cè)量的接觸式傳感器和使用激光的非接觸式傳感器。
位移傳感器的應(yīng)用
位移傳感器在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。特別是加工設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備需要檢測(cè)工件的位置和形狀，因此采用位移傳感器來(lái)測(cè)量距離。
在需要測(cè)量物體厚度信息的情況下也很有用，例如產(chǎn)品外觀檢查。厚度可以使用卡尺測(cè)量，但非接觸式位移傳感器用于形狀復(fù)雜的產(chǎn)品或觸摸時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的產(chǎn)品。
位移傳感器原理
當(dāng)測(cè)量到某個(gè)物體的距離時(shí)，使用漫反射型或鏡面反射型激光位移計(jì)。兩者都是通過(guò)在被測(cè)量物體的表面上反射來(lái)自激光光源的光并用光接收部檢測(cè)反射光來(lái)測(cè)量距離。
光接收區(qū)域具有一定的寬度，并且接收區(qū)域根據(jù)反射光的角度而不同。當(dāng)受光面積發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)檢測(cè)到相應(yīng)的電流，并將該信息轉(zhuǎn)換為距離值。
由于其結(jié)構(gòu)的原因，如果被測(cè)物體的表面具有銳角，則反射光將不會(huì)返回到光接收部，從而無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。這個(gè)允許的傾角是由位移計(jì)的設(shè)計(jì)決定的，一般漫反射型位移傳感器具有更寬的檢測(cè)角度。
位移傳感器的類型
根據(jù)應(yīng)用的不同，可以銷售多種位移傳感器。以下是位移傳感器的一些示例。
1.差動(dòng)變壓器式位移傳感器
這是利用電磁進(jìn)行線性位移檢測(cè)的*典型的傳感器。它由一個(gè)初級(jí)線圈、兩個(gè)次級(jí)線圈以及線圈之間的鐵芯組成。初級(jí)線圈起勵(lì)磁作用，次級(jí)線圈起檢測(cè)作用，鐵芯運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)高頻交流電通過(guò)初級(jí)線圈時(shí)，由于電磁感應(yīng)而在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓，使鐵芯移動(dòng)。通過(guò)移動(dòng)鐵芯，從差動(dòng)輸出為零的狀態(tài)產(chǎn)生電壓差，可以測(cè)量位移。
由于其結(jié)構(gòu)，測(cè)量值很少發(fā)生跳躍。另一方面，由于它使用線圈的磁場(chǎng)，因此磁場(chǎng)的特性可能不穩(wěn)定，具體取決于鐵芯在線圈內(nèi)的位置。
2.線性標(biāo)尺
線性標(biāo)尺，也稱為線性編碼器，是一種高精度測(cè)量沿直線的位置和距離的傳感器。有兩種類型：Inductosin 和 Magnescale。
感應(yīng)器由固定的梳齒線圈刻度和活動(dòng)的梳齒線圈滑塊組成。當(dāng)交流電通過(guò)線圈時(shí)，滑塊線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并根據(jù)相位的變化測(cè)量位移。
Magnescale由使用磁帶作為磁記錄介質(zhì)的標(biāo)尺和檢測(cè)傳感器組成。檢測(cè)傳感器移動(dòng)來(lái)檢測(cè)位置并測(cè)量位移。
3. 同步
同步器是一種用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角位移的傳感器，由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸組成：發(fā)射器和接收器。當(dāng)交流電通過(guò)纏繞在發(fā)射器軸上的初級(jí)線圈時(shí)，由于電磁感應(yīng)，接收器的次級(jí)線圈中會(huì)感應(yīng)出電壓。
此時(shí)，接收器側(cè)的軸與發(fā)送器側(cè)的軸旋轉(zhuǎn)相同的角度，并測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度的位移。
4.旋轉(zhuǎn)變壓器
旋轉(zhuǎn)變壓器是一種利用電磁感應(yīng)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的傳感器。它由一個(gè)勵(lì)磁線圈、兩個(gè)檢測(cè)線圈和鐵芯組成。所有這些線圈都是直的。
當(dāng)向勵(lì)磁線圈施加交流電壓時(shí)，檢測(cè)線圈中就會(huì)感應(yīng)出電壓。由于輸出電壓根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度而變化，因此可以根據(jù)該輸出信號(hào)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度位移。
如何選擇位移傳感器
選擇突變傳感器時(shí)，首先檢查應(yīng)用是距離檢測(cè)還是形狀信息檢測(cè)。對(duì)于距離檢測(cè)，請(qǐng)從符合測(cè)量范圍的產(chǎn)品中選擇能夠測(cè)量大于被測(cè)物體表面角度的產(chǎn)品。對(duì)于厚度測(cè)量，請(qǐng)檢查檢測(cè)范圍。
之后，確認(rèn)所需的測(cè)量精度并選擇分辨率、檢測(cè)精度和線性度的規(guī)格。這些都是影響測(cè)量精度的因素，一般來(lái)說(shuō)，精度越高，價(jià)格就越貴。
我們還檢查安裝空間以及測(cè)量精度。如果安裝空間較小，建議使用小型傳感器。
