直线位移传感器工作原理及功能

直线位移传感器把直线机械位移量转换成电信号，是自动化设备上最常见的反馈元件之一。它的原理分成两条路线：传统的电位器式与新型电感式。理解这两条路线的差别，有助于判断什么场合该用哪一种。

工作原理：电位器式

直线位移传感器是通过电位器元件把直线机械位移量转换成与之成线性或任意函数关系的电信号的装置。为实现测量位移的目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。通常把可变电阻滑轨固定在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。

新型电感式检测方案

新型电感式检测直线位移传感器利用 RLC 耦合电路，比电位计式和磁致伸缩式传感器有更大的优势，属于非接触测量传感器的一种。它集成了信号发射器和接收器线圈系统，可以以印刷线圈的形式准确地固定在印制电路板上。

发射信号线圈由高频交流磁场激活，并与谐振器相互作用，产生一个 RLC 感应电路。在布有接收信号线圈的位置，电压的变化由谐振器与线圈的相互作用产生，这也是传感器的输出信号。为了让测量更快更方便，传感器中分别设有一个粗略和一个精确的测量线圈系统，用来定位谐振器的位置，两者同时作用保证测量的准确性。

功能：把位移变成可用的电信号

直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。为达到这一效果，通常把可变电阻滑轨固定在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培级的小电流；滑片与始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。把传感器用作分压器，可最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求，因为温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。

使用中的七项注意

一、密封老化。电子尺使用时间很长、密封已经老化，内部夹杂较多杂质，水和油的混合会严重影响电刷的接触电阻，显示的数字就会不停跳动。出现这种情况，基本可以判定电子尺已经损坏，需要更换。

二、供电容量。电源容量偏小会带来一连串问题，所以供电电源需要有充分容量。容量不足时，熔胶运动会使合模电子尺的显示发生变化和波动，或者合模运动使射胶电子尺显示波动，造成测量误差很大。如果电磁阀的驱动电源与直线位移传感器共用同一路供电，更容易出现上述情况，严重时用万用表电压档就能测到波动。

三、干扰排查。调频干扰和静电干扰都可能让显示数字跳动，信号线与设备的强电线路要分槽敷设。电子尺必须使用接地支架，并让外壳与地面良好接触；信号线使用屏蔽线，电箱一侧应与屏蔽线接地。高频干扰时用万用表测量电压往往显示正常，但数字就是跳个不停；静电干扰的表现与之相同。要判断是不是静电干扰，可以先用一段电源线把电子尺的封盖螺丝与机器上的某处金属短接，如果一短接干扰就消失，即可确认。高频干扰用这个方法很难消除，变频器和机器手常产生高频干扰，可以暂停变频器或机械手来验证。

四、规律性跳字。如果电子尺在工作过程中某一点的显示数据有规律地跳动，或者干脆没有显示数据，需要检查接线是否松脱、本体是否进液。

五、供电稳定度。供电电压一定要稳定，工业场合需要满足 ±0.1% 的稳定性。以基准电压 10V 为例，允许有 ±0.01V 的波动；达不到这个要求，显示就会出现波动。如果显示波动的幅度没有超过供电电压的波动幅度，那么电子尺本身是正常的。

六、安装对中。安装时对中性要好，平行度允许 ±0.5mm 误差，角度允许 ±12° 误差。如果平行度与角度误差都偏大，会出现显示数字跳动，此时必须对平行度和角度进行调整。

七、接线。连接过程中要格外注意，电子尺的三条线不能接错。

常见现象与处理方向

原理之外，实际选型还要看行程与安装形式。直线位移传感器按拉杆、滑块、自恢复等结构分列了不同系列，可按设备空间选择。