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位置传感器操作使用
点击次数:804 更新时间:2020-07-28

位置传感器都可以被划分为式,或者增量式。增量式传感器的输出只有在位置改变时才会改变。式传感器的输出与所测量的真实位置成正比,无论是静止,还是运动。判断传感器是式的还是增量式的一个好测试方法是考虑电源上电时会发生什么,如果有一个真实的位置信号输出,但没有任何运动,那它就是一个式传感器。

位置测量基础知识

  也许你在他们做仪器理论的那一天就离开了大学。如果你还知道准确性,分辨率,可重复性等等这些东西。那你是在一个很好的公司,但是很多工程师要么被遗忘了,要么从来没有真正理解过这个工程领域。应用于仪器领域的术语和相当深奥的技术概念令人困惑。然而,它们对于为您的应用选择合适的测量仪器是至关重要的。如果选错了,你可能终会为超过所需指标的传感器付出代价;相反,你的产品或控制系统可能会达不到关键的性能指标。

首先给出下列定义:

重复精度就指箭簇的大小。如果所有的箭头聚集在一起,则认为这个箭簇是的,或者,换句话说,是高度可重复的。

一个具备线性度的位置传感器,同时也是非常准确的。对于大多数应用来说,可以认为线性度和准确度是等同的。

  那么,这就很简单了,只要每次都非常准确的测量仪器,你就可以了吗?不幸的是,这种方法存在很大的问题。首先,高准确度的测量仪器总是昂贵的;其次,高准确度的测量仪器可能需要仔细而精密的安装,可能在有些场合不切实际,因为存在振动、不同的热膨胀系数,还有可能的成本因素;第三,某些类型的高准确度、高精度测量仪器比较脆弱,可能在恶劣的环境下可能出现故障或失效。

策略是什么才是需要的不多不少。例如,在一个工业流量计的位移传感器中,线性度不是一个关键的要求,因为流体的流动特性有可能是高度非线性的。更有可能的,在变化的环境条件下,重复精度和稳定性才是关键的要求。需要注意的是,在许多工程应用中,分辨率和重复精度往往比线性度更重要。

再如,在数控机床上,准确度和重复精度可能是关键的要求。因此,具有高准确度(高线性度)、高分辨率、高重复精度的位置传感器,即使长时间处于肮脏、潮湿环境中而不需要维护,才是关键的要求。

位置传感器常见类型

  位置传感器被广泛应用于各种工业和商业应用中,从军用和防务应用到低成本的汽车和家用电器。事实上,继温度测量之后,位置测量是我们生活中需要测量的第二种的特性。

现今,有很多令人眼花缭乱的位置传感器可供选择,如何选择合适的位置传感器?这一节概述了传感器的主要类型以及它们各自的优缺点。

电位计

虽然有一种倾向于非接触式传感器的趋势,但电位计(pot)仍然是常见的位置传感器。这种传感器通过测量电触点沿着电阻条的电压降,而测量位置与电压输出成比例。电位计有旋转型、直线型和曲线型结构形式,结构紧凑、重量轻。一个简单的电位计只需花费几便士,而高精度的电位计则可能需要200美元以上。通过激光对电阻条进行微调,线性度可达到小于0.01%

电位计在适当的工作循环、良好的环境和性能要求不严格的应用场合中工作良好。不幸的是,电位计容易磨损,尤其是在高振动环境,或者灰尘/沙粒等外来物质会使电阻条受到磨损。高质量的电位计以工作循环数给出寿命指标,但往往忽略了振动的影响。

还必须注意的是,电位计指标种经常引用无限分辨率。虽然理论上是这样,但许多控制系统需要数字数据,因此实际的分辨率将是模拟/数字转换器的分辨率