AWAX004D02德国Magnet-Schultz位移传感器的核心工作原理是将被测物体的机械位移量(直线位移或角位移)转化为可测量的电信号,再通过信号处理电路输出与位移成正比的电流、电压或数字信号。根据检测原理和结构的不同,主流位移传感器的工作原理可分为以下几类,覆盖工业自动化中绝大多数应用场景:
Magnet-Schultz电感式位移传感器 基于电磁感应原理工作,核心部件是铁芯、线圈和可移动衔铁。 当被测物体带动衔铁移动时,会改变线圈的电感量(或线圈间的互感量); 电路系统将电感量的变化转化为电压、电流或频率信号,信号的变化量与衔铁的位移量呈线性关系; 细分类型包括可变磁阻式(单线圈)、差动变压器式(LVDT,常用于高精度直线位移检测),优点是抗干扰强、耐恶劣工况,适配液压系统阀芯位移、机床行程检测等场景。 电容式位移传感器 利用电容容量与极板间距 / 面积的关联特性工作,电容公式为 C= 4πkdεS(ε= 介电常数,S= 极板面积,d= 极板间距)。 传感器包含固定极板和随被测物体移动的动极板,位移变化会改变极板间距 d 或相对面积 S; 电容容量的变化经振荡电路、解调电路处理后,转化为标准电信号输出; 特点是精度高、响应快、非接触测量,适合微小位移检测(如微米级形变)、真空或洁净环境下的位移监测。 光电式位移传感器 基于光的反射、透射或遮挡原理,分为激光位移传感器、光栅尺、光电开关等子类。 激光位移传感器:发射激光束到被测物体表面,通过接收反射光的时间差(飞行时间法)或相位差(三角测量法),计算传感器与物体的距离,进而换算位移量; 光栅尺:利用光栅的莫尔条纹效应,光栅移动时产生的明暗条纹变化被光电元件捕捉,通过计数条纹数量计算位移量,精度可达纳米级,是数控机床、坐标测量仪的核心部件; 优点是非接触、无磨损、测量范围广,适配高精度定位、物体轮廓检测等场景。 磁致伸缩式位移传感器 结合磁致伸缩效应与超声脉冲检测技术,是工业液压系统中常用的高精度位移传感器。
Magnet-Schultz传感器内部有一根磁致伸缩波导丝,一端安装磁环(随被测物体移动,如液压缸活塞),另一端内置脉冲发生器和信号检测器; 脉冲发生器发射电流脉冲,在波导丝周围形成磁场,该磁场与磁环的磁场相互作用,产生扭转超声波脉冲; 检测器记录电流脉冲发射与超声波脉冲返回的时间差,时间差与磁环的位移量成正比,经计算后输出标准信号(如 4-20mA); 特点是位置测量、抗污染、寿命长,广泛用于液压缸行程检测、注塑机模板定位。 电位器式位移传感器(电阻式) 基于电阻分压原理,结构简单,成本较低。 传感器内置线性电阻体和可移动电刷,电刷与被测物体联动,位移变化会改变电刷在电阻体上的位置; 当电阻体两端施加恒定电压时,电刷输出的电压与位移量呈线性关系; 缺点是接触式测量,存在磨损,适合对精度要求不高、环境干燥的场景(如手动调节装置的位移反馈)。 霍尔式位移传感器 基于霍尔效应,利用磁场变化检测位移。 传感器的霍尔元件在恒定磁场中移动时,会产生与位移量成正比的霍尔电压; 通常搭配磁铁使用,非接触测量,抗干扰强,适合检测微小角位移或直线位移,如电机转子位置检测。 不同类型的位移传感器在测量精度、响应速度、适用环境上各有侧重,需根据具体工业场景(如液压系统、机床、自动化产线)选择。 |