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位移傳感器的工作原理和常見故障
閱讀：542 發(fā)布時間：2013-4-18 位移傳感器的工作原理和常見故障
位移傳感器又稱為線性傳感器，是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,，傳感器的作用是把各種被測物理量轉(zhuǎn)換為電量,。在生產(chǎn)過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種,。按被測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,、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,。數(shù)字式位移傳感器的一個重要優(yōu)點是便于將信號直接送入計算機系統(tǒng)。這種傳感器發(fā)展迅速,，應(yīng)用日益廣泛,。
工作原理：它通過電位器元件將機械位移轉(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。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器,。但是,，為實現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關(guān)系,。電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相連,。物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。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,。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出,。線繞式電位器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化,，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件,，則過大的階躍電壓會引起系統(tǒng)振蕩,。因此在電位器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另一個主要缺點是易磨損,。它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單,，輸出信號大，使用方便,，價格低廉,。
磁致伸縮位移傳感器通過非接觸式的測控技術(shù)地檢測活動磁環(huán)的位置來測量被檢測產(chǎn)品的實際位移值的；該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬的實際案例中,。
由于作為確定位置的活動磁環(huán)和敏感元件并無直接接觸,，因此傳感器可應(yīng)用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油漬,、溶液,、塵埃或其它污染的影響,，IP防護等級在IP67以上,。此外,，傳感器采用了高科技材料和先進的電子處理技術(shù)，因而它能應(yīng)用在高溫,、高壓和高振蕩的環(huán)境中,。傳感器輸出信號為位移值，即使電源中斷,、重接,，數(shù)據(jù)也不會丟失，更無須重新歸零,。由于敏感元件是非接觸的,，就算不斷重復(fù)檢測，也不會對傳感器造成任何磨損,，可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命,。
磁致伸縮位移傳感器，是利用磁致伸縮原理,、通過兩個不同磁場相交產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號來準(zhǔn)確地測量位置的,。測量元件是一根波導(dǎo)管，波導(dǎo)管內(nèi)的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的,。測量過程是由傳感器的電子室內(nèi)產(chǎn)生電流脈沖,，該電流脈沖在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸，從而在波導(dǎo)管外產(chǎn)生一個圓周磁場,，當(dāng)該磁場和套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動磁環(huán)產(chǎn)生的磁場相交時,，由于磁致伸縮的作用，波導(dǎo)管內(nèi)會產(chǎn)生一個應(yīng)變機械波脈沖信號,，這個應(yīng)變機械波脈沖信號以固定的聲音速度傳輸,，并很快被電子室所檢測到。由于這個應(yīng)變機械波脈沖信號在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時間和活動磁環(huán)與電子室之間的距離成正比,， 通過測量時間,，就可以高度地確定這個距離。由于輸出信號是一個真正的值,而不是比例的或放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,更無需定期重標(biāo),。
常見故障：1,、如果電子尺已經(jīng)使用很長時間了，而且密封已經(jīng)老化,，同時夾雜著很多雜質(zhì),，而且水混合物和油會嚴(yán)重影響電刷的接觸電阻的，這樣會使顯示的數(shù)字不停地跳動,。這個時候可以說直線位移傳感器的電子尺已經(jīng)損壞了,，需要更換。
2,、若電源的容量很小,，就會出現(xiàn)很多情況的,，所以，供電電源需要有充分的容量,。那么,，容量不足，就會造成如下的情況：熔膠的運動會使合模電子尺的顯示變換,，有波動,，或者合模的運動會使射膠電子尺的顯示波動,，造成測量結(jié)果誤差很大,。如果電磁閥的驅(qū)動電源于直線位移傳感器供電電源同時在一起的時候，更容易出現(xiàn)以上的情況,，情況嚴(yán)重時用萬用表的電壓檔甚至可以測量到電壓的有關(guān)波動,。如果情況不是因為高頻干擾、靜電干擾或者是中性不夠好的造成的,，那么就有可能是電源的功率太小造成的,。
3、調(diào)頻干擾和靜電干擾都有可能讓直線位移傳感器的電子尺的顯示數(shù)字跳動的,。電子尺的信號線與設(shè)備的強電線路要分開線槽,。電子尺必須要強制性地使用接地支架，而且同時讓電子尺的外殼跟地面良好地接觸,。信號線需要使用屏蔽線,，而且電箱的一段應(yīng)該跟屏蔽線接地的。如果有高頻干擾的時候,，通常使用萬用表的電壓測量就會顯示正常,，但是顯示數(shù)字就是會跳動不停的；而出現(xiàn)靜電干擾時,，出現(xiàn)的情況也是跟高頻干擾一樣的,。要證明看是否是靜電干擾時，可以先使用一段電源線把電子尺的封蓋螺絲跟機器上的某一些的金屬短接起來就可以了,，只要一短接起來,，靜電干擾就會馬上消除掉的。但是如果要消除掉高頻干擾就很難用上面的方法了,，變頻節(jié)電器和機器手都經(jīng)常出現(xiàn)高頻干擾的,，所以可以試一下用停止高頻節(jié)電器或者機械手的方法來驗證是不是高頻干擾的
4、如果直線位移傳感器的電子尺在工作的過程當(dāng)中,，在某一點的顯示數(shù)據(jù)有規(guī)律地跳動,，或者是沒有顯示數(shù)據(jù)的時候，出現(xiàn)這種情況就需要檢查連接線絕緣是不是出現(xiàn)破損的現(xiàn)象,，并且跟機器的外殼很有規(guī)律地接觸而導(dǎo)致的對地短路,。
5,、供電的電壓一定要穩(wěn)定，工業(yè)的電壓需要符合±0.1[%]的穩(wěn)定性,，例如,，基準(zhǔn)電壓是10V的話，就可以允許有±0.01V的波動變化,，如果不是的話,，就會引起顯示的圈套波動這樣的情況。但是如果這個時候的顯示波動的幅度沒有超過波動電壓的波動的幅度的話,，那么電子尺就是正常的了,。
5、供電的電壓一定要穩(wěn)定,，工業(yè)的電壓需要符合±0.1[%]的穩(wěn)定性,，例如，基準(zhǔn)電壓是10V的話,，就可以允許有±0.01V的波動變化,，如果不是的話，就會引起顯示的圈套波動這樣的情況,。 但是如果這個時候的顯示波動的幅度沒有超過波動電壓的波動的幅度的話,，那么電子尺就是正常的了。
7,、在連接的過程當(dāng)中,，一定要多加注意，電子尺的三條線是不可以接錯的,，電源線和輸出線是不可以調(diào)換的,。如果上面的線接錯的話，就會出現(xiàn)線性誤差很大的情況,，要控制的話是很難的,，控制的精度也會變得很差，而顯示很容易出現(xiàn)跳動的現(xiàn)象等等,。