几种位移传感器的优缺点

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  随着传感器科技不断**发展,位移传感器也产生了很多种类,而我们*常用到的为五种--磁致式、光电式、电位器式、霍尔式、线绕式。由于每种产品所采用的材质和性质不一,它们都有各自的优缺点。

  电位器式位移传感器:可动电刷与被测物体相连,物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。通常在电位器上通以电源电压,以把电阻变化转换为电压输出。

  磁致式位移传感器:利用两个不同磁场相交时产生的应变脉冲信号来计算出磁场相交点的准确位置。测量过程是由传感器的电子仓内产生电流脉冲,该电流脉冲在波导管内传输,并在管外产生一个圆周磁场,当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号,这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输并很快被电子仓检测到,通过测量时间便可确定距离了。由于输出信号是一个真正的***,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。

  优点:重复精度高,抗干扰能力强,非接触式不易磨损,使用寿命长。

  缺点:必须要有**的稳定电压输入,否者输出不正常。

  光电式位移传感器:它根据被测对象阻挡光通量的多少来测量对象的位移或几何尺寸。特点是属于非接触式测量,并可进行连续测量。

  优点:光电式位移传感器常用于连续测量线材直径或在带材边缘位置控制系统中用作边缘位置传感器。

  缺点:应用范围不广只是适合某些特点进行提高。

  霍耳式位移传感器: 它的测量原理是保持霍耳元件(见半导体磁敏元件)的激励电流不变,并使其在一个梯度均匀的磁场中移动,则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。磁场梯度越大,灵敏度越高;梯度变化越均匀,霍耳电势与位移的关系越接近于线性。图2中是三种产生梯度磁场的磁系统:a系统的线性范围窄,位移Z=0时,霍耳电势≠0;b系统当Z2毫米时具有良好的线性,Z=0时,霍耳电势=0;c系统的灵敏度高,测量范围小于1毫米。图中N、S分别表示正、负磁极。

  优点:惯性小、频响高、工作可靠、寿命长,因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。

  线绕式电位器位移传感器:由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化,其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件,则过大的阶跃电压会引起系统振荡。因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。

  优点:结构简单,输出信号大,使用方便,价格低廉。

  缺点:易磨损。

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