位移傳感器的應(yīng)用范圍廣泛,,除了測(cè)量位移外,,經(jīng)過(guò)機(jī)械或力學(xué)原理的結(jié)構(gòu)或聯(lián)結(jié)還可以用它制作壓力、速度,、加速度,、流量、液位的等傳感器,。例如電容式加速度傳感器,,即在位移傳感元件的機(jī)械結(jié)構(gòu)上加上一質(zhì)量為M的重塊和彈簧組成的系統(tǒng),應(yīng)用F = Ma公式,,使位移傳感元件的輸出電壓與重塊運(yùn)動(dòng)的加速度成正比,,將傳感元件的位移量轉(zhuǎn)換為加速度量,即可制成加速度傳感器,。
在這些機(jī)械測(cè)量的傳感器中,,目前結(jié)構(gòu)型的位移傳感器占主要地位。依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化而實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的稱結(jié)構(gòu)型位移傳感器,。其中電阻應(yīng)變式(包括壓力)應(yīng)用廣泛,,產(chǎn)品的產(chǎn)量大。其次是差動(dòng)電感和差動(dòng)變壓器式位移傳感器,,它的線性好,、量程大、分辨力高,,國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品,。差動(dòng)變壓器式除了應(yīng)用集成電路技術(shù),制成DC/DC(直流/直流)位移傳感器外,,目前國(guó)內(nèi)已研制成高載頻(200KHz)的產(chǎn)品,它具有某些顯著特點(diǎn),,頗有發(fā)展前途,。電渦流式位移傳感器由于它能進(jìn)行非接觸式測(cè)量,適用于測(cè)量振動(dòng),、位移,,且耐油、污,,因此應(yīng)用比較廣泛,。電容式傳感器由于它分辨力高,、量程寬、能進(jìn)行非接觸或厚度測(cè)量,,應(yīng)用也比較廣泛,。在機(jī)床加工或自動(dòng)控制上,用光柵,、感應(yīng)同步器,、磁柵等位移傳感器,它們的量程大,、分辨力高,。但因它們使用安裝條件要求較高,適用與機(jī)床的工件尺寸的加工,。光電式位移傳感器的精度高,、可靠,能進(jìn)行非接觸測(cè)量,,能測(cè)量位移,、小孔、狹縫及細(xì)絲的直徑,,可用于瞄準(zhǔn),,可制成機(jī)器人的“眼睛”,隨著光敏器件性能的提高,,是有發(fā)展前途的,。光纖式位移傳感器由于它的體積小,抗干擾,、靈敏度高,,也是很有發(fā)展前途的。但由于它存在著某些技術(shù)問(wèn)題,,還需繼續(xù)研究解決,。霍爾效應(yīng)式位移傳感器雖易受溫度影響,,但隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,,其性能將會(huì)進(jìn)一步提高。噴射式位移傳感器由于它是噴射氣體,,沒(méi)有電的元件,,適用于易燃易爆環(huán)境,避免爆炸然繞,,有它獨(dú)自的特點(diǎn),。但非線性大,需要改進(jìn),。
綜合國(guó)內(nèi),、外各種形式位移傳感器的主要新能指標(biāo),,列與表1.2中(幾種典型的)。需指出的是,,表中列出的性能指標(biāo),,不是針對(duì)某一個(gè)典型位移傳感器,而是綜合國(guó)內(nèi)外性能指標(biāo)而言的,。
表1.2
原理 | 量程 | 精確度 | 線性度 | 分辨力 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
電阻式-電位器 | 1~300mm | ±0.1~1% | 0.01mm | 簡(jiǎn)單,、穩(wěn)定 | 分辨力不高、易磨損 | |
電阻式-電阻應(yīng)變計(jì) | 1-50mm | 0.1~0.5% | 0.1~0.5% | 1微應(yīng)變 | 精確度高,、線性好 | 量程受限制 |
電感式-差動(dòng)電感 | 1~200mm | 0.2~1% | 0.1~1% | 0.01um | 量程大,、線性好、分辨力高 | 有殘余電壓,、精度受限制 |
電感式-變磁路氣隙 | 0.2~0.5mm | 1~3% | 1~3% | 1um | 靈敏度高 | 量程小,、精確度不高 |
電感式-差動(dòng)變壓器 | 1~1000mm | 0.2~3% | 1~0.5% | 0.01um | 線性好、分辨力高 | 有殘余電壓,、精度受限制 |
電渦流 | 1~100mm | 3% | 1~3% | 0.05um | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、非接觸式測(cè)量、耐油,、污,、水 | 被測(cè)對(duì)象的材料不同,靈敏度改變 |
光纖 | 0.5~5mm | 1~2% | 0.5~1% | 0.01um | 體積小,、靈???度高,、抗干擾 | 量程受限制、制造工藝要求高 |
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