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2017-10-31 閱讀(1314)
| 提 供 商 | 東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司 | 資料大小 | 34KB |
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德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器的信號處理
1.辨向原理
在實(shí)際應(yīng)用中,，位移具有兩個(gè)方向,，德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器即選定一個(gè)方向后，位移有正負(fù)之分,，因此用一個(gè) 光電元件測定莫爾條紋信號確定不了位移方向,。為了辨向，需要有 π/2相位差的兩個(gè)莫爾條紋信號,。如圖2,，在相距1/4條紋間距的位置上安放兩個(gè)光電元件，得到兩個(gè)相位差π/2的電信號u01和u02,，德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器經(jīng)過整形后得到兩個(gè)方波信號u01’和u02’,。光柵正向移動時(shí)u01超前u02 90度，反向移動時(shí)u02超前u01 90度,，故通過電路辨相可確定光柵運(yùn)動方向,。
2.細(xì)分技術(shù)
隨著對測量精度要求的提高，德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器以柵距為單位已不能滿足要求,，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧δ獱枟l紋進(jìn)行細(xì)分,。所謂細(xì)分就是在莫爾條紋信號變化一個(gè)周期內(nèi)，發(fā)出若干個(gè)脈沖,，以減少脈沖當(dāng)量,。德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器如一個(gè)周期內(nèi)發(fā)出n個(gè)脈沖，則可使測量精度提高n備,，而每個(gè)脈沖相當(dāng)于原來柵距的1/n,。由于細(xì)分后計(jì)數(shù)脈沖頻率提高了 n倍，因此也稱n倍頻,。
德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器通常用的有兩種細(xì)分方法：其一：直接細(xì)分。在相差1/4莫爾條紋間距的位置上安放兩個(gè)光電元件，可得到兩個(gè)相位差90o的電信號,，用反相器反相后就得到四個(gè)依次相差90o的交流信號,。同樣，德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器在兩莫爾條紋間放置四個(gè)依次相距1/4條紋間距的光電元件,，也可獲得四個(gè)相位差90o的交流信號,，實(shí)現(xiàn)四倍頻細(xì)分。其二：電路細(xì)分,。
德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器的工作原理
電位器式德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器,，它通過電位器元件將機(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。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德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器,。但是,，為實(shí)現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計(jì)的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個(gè)確定關(guān)系,。電位器式德國海德漢HEIDENHAIN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(shí)電阻以匝電阻為階梯而變化,，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種德國海德漢HEIDENHAIN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(gè)主要缺點(diǎn)是易磨損,。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單,，輸出信號大，使用方便,，價(jià)格低廉,。
磁致伸縮德國海德漢HEIDENHAIN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(shí)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(shí)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(hù)等級在IP67以上,。此外,，傳感器采用了高科技材料和優(yōu)良的電子處理技術(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,。
磁致伸縮德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器，是利用磁致伸縮原理,、通過兩個(gè)不同磁場相交產(chǎn)生一個(gè)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(gè)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(shí),，由于磁致伸縮的作用，波導(dǎo)管內(nèi)會產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號,，這個(gè)應(yīng)變機(jī)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(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時(shí)間和活動磁環(huán)與電子室之間的距離成正比,，通過測量時(shí)間,，就可以高度地確定這個(gè)距離。由于輸出信號是一個(gè)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),。
磁致伸縮德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器是根據(jù)磁致伸縮原理制造的高精度,、長行程位置測量的德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器。它采用非接觸的測量方式,，由于測量用的活動磁環(huán)和傳感器自身并無直接接觸,，不至于被摩擦、磨損,，因而其使用壽命長,、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠性高,，安全性好,，便于系統(tǒng)自動化工作,，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下，也能正常工作,。此外,，它還能承受高溫、高壓和強(qiáng)振動,，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械位移的測量、控制中,。
德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器的特性參數(shù)
標(biāo)稱阻值：電位器上面所標(biāo)示的阻值,。
重復(fù)精度：此參數(shù)越小越好。
分辨率：德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器所能反饋的zui小位移數(shù)值.此參數(shù)越小越好.導(dǎo)電塑料德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器分辨率為無窮小,。
允許誤差：標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱阻值偏差,，它表示電位器的精度。允許誤差一般只要在±20%以內(nèi)就符合要求,，因?yàn)橐话愕聡５聺hHEIDENHAIN位移傳感器是以分壓的方式來使用,，具體電阻的大小對傳感器的數(shù)據(jù)采集沒有影響。
線性精度：直線性誤差.此參數(shù)越小越好,。
壽命：導(dǎo)電塑料德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器都在200萬次以上,。
德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器的應(yīng)用
火車輪緣的幾何狀態(tài)參數(shù)影響著列車運(yùn)行的速度與平穩(wěn)度，對列車的安全運(yùn)行十分重要,。德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器傳統(tǒng)的檢測手段較為復(fù)雜,，通常是用帶有游標(biāo)的尺子來進(jìn)行測量，對數(shù)據(jù)的人工讀取造成測量的誤差比較大,，同時(shí)不能實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理,。德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器列車運(yùn)行速度越來越快，火車輪緣狀態(tài)參數(shù)的快速檢修和數(shù)字化管理變得十分重要,。輪緣檢測儀采用現(xiàn)代傳感器技術(shù),、單片機(jī)處理系統(tǒng)和簡潔穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可方便的對幾何狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)快速測量,，實(shí)現(xiàn)了輪緣高度,、輪輞厚度等參數(shù)測量的數(shù)字化。
輪緣高度,、寬度,、輪輞厚度等方面的檢測用到很多傳感器，而zui為關(guān)注的是德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器,，德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器有很多種,，用在火車上車輪緣狀檢測是目前新型傳感器技術(shù)叫做激光德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器。目前用在火車輪緣上檢測是的激光三角測量法,，短距離的測量精度很高,?？梢灾苯影训聡５聺hHEIDENHAIN位移傳感器安裝在軌道上進(jìn)行檢測，同樣也可以采用激光反射式德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器為測量器件激光傳感器模沿直線方向掃描輪緣形狀,，同時(shí)記錄整個(gè)輪緣數(shù)據(jù),。通過微處理器即可得出整個(gè)輪緣輪廓曲線，進(jìn)而求得輪緣寬度,、輪緣高度,、70mm磨損量和磨損面積等。并且能把測量的數(shù)據(jù)上傳計(jì)算機(jī),，生成數(shù)據(jù)庫,，利用優(yōu)良的后處理軟件對火車輪緣進(jìn)行數(shù)字化管理。它不僅可以對在線運(yùn)行列車測量輪對的磨損,，還可以在生產(chǎn)線上對輪對尺寸是否合格進(jìn)行分選,。
交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展離不開檢測技術(shù)，而儀器儀表以及傳感器技術(shù)才是檢測技術(shù)的核心,。高速動力發(fā)展的今天,，人們不僅僅希望體驗(yàn)到是的舒適和享受，而且跟多的希望得到是安全,。傳感器技術(shù)的發(fā)展會給人們生活交通帶來更多的安全,，我國傳感器技術(shù)的發(fā)展也將帶動交通運(yùn)輸方面在上擁有的*優(yōu)良技術(shù)發(fā)展。
德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器的主要分類
根據(jù)運(yùn)動方式
直線德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器：
直線德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器的功能在于把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號,。為了達(dá)到這一效果,，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值,。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓,，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓,，與滑片移動的長度成正比,。將傳感器用作分壓器可zui大限度降低對滑軌總阻值性的要求，因?yàn)橛蓽囟茸兓鸬淖柚底兓粫绊懙綔y量結(jié)果,。
角度德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器：
角度德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器應(yīng)用于障礙處理：使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物,。原理非常簡單：如果馬達(dá)角度傳感器構(gòu)造運(yùn)轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn),，說明你的機(jī)器已經(jīng)被障礙物給擋住了,。此技術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效,；*要求就是運(yùn)動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數(shù)太多）,，否則你將無法檢測到障礙物。一個(gè)空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個(gè)問題,，這個(gè)輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動而是通過裝置的運(yùn)動帶動它：在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過程中,，如果惰輪停止了,，說明你碰到障礙物了。
德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器的根據(jù)材質(zhì)
霍耳式德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器：它的測量原理是保持霍耳元件（見半導(dǎo)體磁敏元件）的激勵電流不變,，并使其在一個(gè)梯度均勻的磁場中移動,，則所移動的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場梯度越大,，靈敏度越高,；梯度變化越均勻，霍耳電勢與位移的關(guān)系越接近于線性,。圖2中是三種產(chǎn)生梯度磁場的磁系統(tǒng)：a系統(tǒng)的線性范圍窄,，位移Z=0時(shí)，霍耳電勢≠0,；b系統(tǒng)當(dāng)Z<2毫米時(shí)具有良好的線性，Z=0時(shí),，霍耳電勢=0,；c系統(tǒng)的靈敏度高，測量范圍小于1毫米,。圖中N,、S分別表示正、負(fù)磁極,?；舳降聡５聺hHEIDENHAIN位移傳感器的慣性小、頻響高,、工作可靠,、壽命長，因此常用于將各種非電量轉(zhuǎn)換成位移后再進(jìn)行測量的場合,。
光電式德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器：它根據(jù)被測對象阻擋光通量的多少來測量對象的位移或幾何尺寸,。特點(diǎn)是屬于非接觸式測量，并可進(jìn)行連續(xù)測量,。光電式德國海德漢HEIDENHAIN位移傳感器常用于連續(xù)測量線材直徑或在帶材邊緣位置控制系統(tǒng)中用作邊緣位置傳感器,。
