位移传感器的工作原理位移传感器的工作原理

发布时间：2024-10-06 16:10:36

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

一文秒懂角度位移传感器原理

角度位移传感器是利用角度变化来定位物体位置的测量元件。什么是角度位移传感器呢，下面进行具体介绍。

角度位移传感器原理

角度传感器肯定是用来检测角度的。角度位移传感器一般都安装在位置固定，但能周向旋转的轴上，传感器与轴同步运行，可以想象编码器是如何安装的，道理都一样。轴往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，一般情况下，在PLC程序中编程把它重新复位。

图片来源于网络

角度位移传感器实例

如果把角度传感器连接到马达和轮子之间的任何一根传动轴上，必须将正确的传动比算入所读的数据。举一个有关计算的例子。在你的机器人身上，马达以3:1的传动比与主轮连接。角度传感器直接连接在马达上。所以它与主动轮的传动比也是3:1。也就是说，角度传感器转三周，主动轮转一周。角度传感器每旋转一周计16个单位，所以16*3=48个增量相当于主动轮旋转一周。现在，我们需要知道齿轮的圆周来计算行进距离。每一个齿轮的上面都会标有自身的直径。我们选择了体积最大的有轴的轮子，直径是81.6CM，因此它的周长是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。现在已知量都有了：齿轮的运行距离由48除角度所记录的增量然后再乘以256。我们总结一下。称R为角度传感器的分辨率(每旋转一周计数值)，G是角度传感器和齿轮之间的传动比率。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。即：

　　I=G×R

在例子中，G为3，对于角度传感器来说，R一直为16.因此，我们可以得到：

　　I=3×16=48

每旋转一次，齿轮所经过的距离正是它的周长C，应用这个方程式，利用其直径，你可以得出这个结论。

　　C=D×π

在我们的例子中：

　　C=81.6×3.14=256.22

最后一步是将传感器所记录的数据-S转换成轮子运动的距离-T，使用下面等式：

　　T=S×C/I

如果光电传感器读取的数值为296，你可以计算出相应的距离：

　　T=296×256.22/48=1580 距离(T)的单位与轮子直径单位是相同的.

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