传感器测量位移原理 浅谈传感器的应用——位移测量
浅谈传感器的应用——位移测量
通过学习,我们了解到传感器对于信息技术十分关键,在生活各个方面占有着不可或缺的地位,能够测量不同的物理量(如力、速度,气体、液体、温度等),本文主要介绍用于位移测量的传感器,并简要阐述其工作原理。
以下便是对几种测量位移传感器的介绍。
一、
电阻应变式位移传感器电阻式传感器基本原理是将被测信号的变化转变成电阻值的变化,能够进行位移、形变、力等的测量,而应变式位移传感器便是基于电阻式传感器所制成,其工作原理主要是将被测位移量转换成弹性元件的形变和应变,然后通过应变片和应变电桥,输出一个正比于被测位移的电量,同时这种传感器采用了悬臂梁-螺旋弹簧串接的组合结构,测量的位移较大,通常在10-100mm.
二、
电容式传感器电容式传感器的基本原理便是将被非测量转换成电容量变化的传感器,也就是说通过电容的变化,可以通过C=εA/d就可求出位移量,电容式传感器除了能够用于测量位移,还能够测量振动、角度、加速度等。
三、差分变压器式传感器
工作原理同变压器,由两个或多个带铁芯的电感线圈组成,一、二次绕组之间的耦合,随衔铁或两个绕组之间的相对位移而改变,也就是说被测件的微小位移使衔铁在差分线圈中移动,线圈的电感值就会发生变化,将被测位移量转换成电压输出,其中两个二次绕组反向串接,此时差分输出电压为零,于此同时通过输出我们就可以知道衔铁位移的大小和方向,并由此可判断出被测物体的移动方向和位移量大小。
四、霍尔式位移传感器
将磁场强度相同的两块永久磁铁,同极性相对的放置,霍尔元件处在两块磁铁之间,此时霍尔电势为零,位移为零,若霍尔元件发生相对位移,霍尔元件感受的磁感应强度也会改变,此时霍尔电势的大小反映出霍尔元件与磁铁间的相对位置的变化,就能够求出位移量大小,适合测量微位移及振动的测量。
五、总结
通过学习我们能够知道对于不同精度和不同被测对象,所选择的测量传感器都不尽相同。因此,我们学习传感器一定要先学会其基本工作原理,找到不同传感器相通的地方,针对性地学习,这样才能提高对传感器知识点的掌握。
位移传感器的工作原理
位移传感器,顾名思义,是一种用于测量位移的设备,通过高精度的位移检测来获取物品尺寸、位置、位移、振动等各种信息 ,可以用于各种实物的尺寸测量 ,例如汽车零配件、航天航空材料等;也可以用于设备监测系统 ,例如注塑机、压铸机、桥梁监测系统、数控机床等。
为了满足不同的工作环境以及各种各样的工作内容,位移传感器也有着对应的系统分类,不同类型的位移传感器从外观造型到设计原理都是完全不一样的,以下选择三个应用最广泛的位移传感器作为说明:
直线位移传感器直线位移传感器通过电阻滑轨的阻值来进行直线机械位移量的测量,阻值的变化代表了位移的量值,阻值的增加或减少代表了位移的方向。
直线位移传感器
主要应用于自动化控制系统以及接卸设备当中 。
优点: 输出信号大、受环境影响小、可以实现输出一输入间任意函数关系。
缺点: 磨损快而且会影响后续测量精度、对输入能量要求高、调频干扰与静电干扰会影响数据显示。
LVDT(差动变压式)位移传感器LVDT位移传感器也叫作差动变压式位移传感器,基于内部电磁感应获取的电压、电流量变化完成位移量的测量,主要应用于实物尺寸测量或机械控制系统当中 。
LVDT位移传感器
优点: 结构简单尺寸小、使用寿命长、无摩擦测量结构、输出信号强、灵敏度高、精度高
缺点: 不适用于大量程位移测量、对测量电路要求高、会受到零点残余电压影响精度
激光式位移传感器激光式位移传感器通过发射激光获取光线反射的角度与传感器距离进行比对来测量位移量,主要应用于形状外形检测、段差判别 。
激光式位移传感器
优点: 非接触测量、长距离测量、测量范围广、速度快精度高
缺点: 出光、受光窗口会受到粉尘、油污的污染、安装空间要求高、环境温度会影响工作状态、价格贵
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