感应位移传感器 常见的位移传感器有哪些？

常见的位移传感器有哪些？

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1.位移传感器简介

自动化机器或製程中，常需要以位移传感器感测物体距离远近或存在与否，例如於输送带上计算物品通过之数量，又或者是必须测量工件与加工机器之间的距离以取得数据资料进行控制等等。依感测方式而言，位移传感器可被区分為接触型与非接触型两种，一般来说，接触型位移传感器有动作单纯、电路设计简单等优点，但因為感测时必须与物件直接接触，久而久之便会因接触部分金属疲劳而出现变形、断裂、接触不良等结构损坏情形，再者亦有一些物件本身便不适合以直接接触的方法进行感测，例如质轻、脆弱、昂贵之物品，又或者是液体，此时便需以非接触型位移传感器来进行量测。

对于接触式位移传感器而言，被感测物的位移、运动或位置是经由一感测轴所感应得到，此一感测轴与被感测物间作机械性的藕合，并透过此轴将被感测物运动量传送至后续转换元件，以将运动量转换為电讯号输出。而非接触式位移传感器通常利用磁变量或光学原理测量某一物体之位移或位置。位移传感器主要有磁阻变化式位移传感器、电容式位移传感器、电感式位移传感器与电阻式直线位移传感器四种，分别简介如下：

1.1磁阻变化式位移传感器

此类感测器利用磁性材料的磁阻变化感测位移之改变，通常感测器内部有超过两组以上的线圈，位移变化会被转化為线圈的磁阻变化。此类感测器中最常见的是LVDT（线性差动变压器），其构造如图1，因具有灵敏度高、精确度高、体积小、质量轻，与耐用等优点，且没有温、溼度之限制，故常被应用於许多工业品管的场合中，其作用原理与变压器类似，让导磁磁蕊在线圈中移动进而改变线圈电压感应量，其电讯号输出量正比於可动磁蕊的位置。

图1.LVDT结构示意图

1.2电容式位移传感器

电容式传感器之构造如图2，包含一对固定电极，并有一绝缘介质构成之移动物在电极间移动，此移动物体一端与感测轴连接，当移动物於电极间位置產生变化时，在两电极间以绝缘移动物体作介质之区域会随之增加或减少，而使得整体电容量随之改变，因此由电容量变化可间接推算出移动物或被感测物之运动量或位置变化。

图2.电容式位移感测器构造示意图

非接触式电容式位移传感器于使用时，需将系统週边之电容量，例如连接感测器与讯号处理装置间之电容量减低至最小，并且使此类杂散的电容量保持固定值，以免影响感测结果。除此之外，亦要注意感测器感测电极的边缘效应与避免不必要的运动工作。

1.3电感式位移传感器

电感式位移传感器亦有接触式与非接触式两种，接触式之原理是採用一可滑动永久磁蕊於固定线圈内部运动以使电感產生变化，再透过线圈与LC震盪电路相连，当线圈电感量改变时会使震盪电路输出频率產生对应变化；或者将线圈製作成电桥电路之一臂，利用电桥电路测量电感变化而改变电压输出。

1.4电阻式位移传感器

线性式或旋转式可变电阻常被应用於许多民生用品中，如音响的音量控制旋钮、电脑电视的类比式画面调整钮等等，都是使用可变电阻来进行控制，其实可变电阻亦可作為位置感测之工具。可变电阻又称為电位计，其原理可以图3来说明，一滑动物体沿著覆有电阻材质的路径移动，滑动物之电压输出将与滑动物所在位置电阻值呈一定比例。图4为本实验室所使用之线性电阻尺，即是常用的电阻式位移传感器。

图3.电位计工作原理示意图

位移传感器有哪些分类，出现数据跳动怎么解决？

位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。

　　按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式、电感式、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式、霍尔式等。

　　位移传感器主要用于设备位移测量与位置定位，质量的优劣直接决定了机械设备测量精度与控制效果的好坏。安装好位移传感器后，出现数据跳动是比较常见的情况，那出现该问题要怎样解决呢？

　　1、数据无规则乱跳

　　可能缘由：

　　1)有烦扰源存在(如大型变频器，大型电机)

　　2)传感器本身电路设计有疑问。

　　解决办法：用隔绝栅隔绝烦扰源若此不能解决则寄回厂家修补检测。

　　2、数据不坚定，有规则跳

　　可能缘由：

　　1)位移传感器本身没有校准好。

　　2)磁环消磁或许有导磁元器件存在。

　　3)位移传感器的精度不可。

　　解决办法：从头校准位移传感器，装隔磁元件;校准传感器精度，查验其能否合格。

　　3、接PLC后数据跳动且不坚定不大

　　可能缘由：

　　1)磁致伸缩位移传感器(以下简称位移传感器)或许机器未接地。

　　2)供给电压不安稳。

　　解决办法：检查供电电压能否安稳，若不安稳则换电压并使位移传感器与机器出色的接地。

　　4、数据恒定在某个数字不动

　　可能缘由：

　　1)未正确接线致使传感器烧坏。

　　2)供电电压过大。

　　解决办法：检查接线办法能否正确，查验供电电压能否过大，观查位移传感器电子舱接线外部能否有烧黑表象，若看不见电子舱有些可闻下能否有焦味然后做出区分。

　　综上，其实选择一款质量好的位移传感器，就能很好地避免各类故障问题的出现，岱美生产的仪器精度高、抗干扰能力强、无读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。

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