机械设备自动化系统由执行元件、传感器部分和控制器部分三部分构成。位移传感器负责设备位移测量与位置定位,它的质量优劣直接决定了整机的测量精度与控制效果。

常用位移传感器类型
| 类型 | 特点 |
|---|---|
| 直线位移传感器 | 也叫电子尺,接触式测量,结构简单、成本低 |
| 拉绳位移传感器 | 也叫拉线编码器,行程长、安装灵活 |
| 磁致伸缩位移传感器 | 非接触测量,无磨损,适合高频往复工况 |
| 磁致伸缩液位传感器 | 测液位,浮球随液面升降 |
| LVDT 位移传感器 | 差动变压器原理,精度高,适合精密计量 |
| 电涡流传感器 | 非接触,适合高速旋转与微位移测量 |
| 磁栅尺位移传感器 | 精度高,抗油污能力强 |
| 角位移传感器 | 测量角度,包括倾角传感器 |
输出与接线方式
位移传感器种类不同、输出信号不同,出线方式(电路连接)也会有所不同。机械设备上常用的模拟量信号输出有三种:三线制电压输出、二线制电流输出与三线制电流输出。接线时要按产品自带的接线图对应,不同型号的线色定义并不通用。
位移传感器的标定方法
标定的作用是确定传感器输出电压变化与位移量之间的对应关系,也就是灵敏度。这里以弹性体结构为例,分两步说明标定过程。
步骤一:建立位移比值
- 把高精度微位移传感器放入弹性体一端的台阶孔内,用端盖固定。
- 转动螺杆,拉近弹性体的上下两个薄壁,弹性体内部随之产生弹性应力与变形。
- 弹性体两个薄壁之间的垂直接近量,由螺杆下端的伸出量通过位移传感器测得;内外两个端面的接近量同样由高精度微位移传感器测得。
- 把螺杆转到不同位置,重复测量,拟合出垂直接近量与水平接近量的比值 C。
步骤二:标定待测传感器
- 把高精度微位移传感器从台阶孔中取出,换上待标定的微位移传感器,用端盖固定。
- 转动螺杆到不同位置,由待标定传感器测出螺杆伸出量,也就是弹性体两个薄壁之间的垂直接近量。
- 通过比值 C 换算出待标定传感器两个端面的水平接近量。
- 水平接近量与待标定传感器输出电压变化值的比值,就是该传感器的灵敏度。
标定时的注意点
| 注意项 | 原因 |
|---|---|
| 高精度基准要先确认 | 基准本身有偏差,标定结果全程偏移 |
| 螺杆要多点取值 | 只在单一位置比对,无法反映全程线性 |
| 环境温度要稳定 | 温度变化会被算进输出变化里 |
| 装夹要一致 | 两次装夹姿态不同,会引入装配误差 |
标定完成后建议隔一段时间复测一次,确认灵敏度没有明显变化,再投入正式使用。
现场问得最多的问题(量程怎么定、输出信号怎么选、干扰怎么排、通讯怎么配)我们整理成了一页问答合集:位移传感器常见问题解答。
常见问题
常见的位移传感器类型有哪些?
直线位移传感器(电子尺)、拉绳位移传感器、磁致伸缩位移传感器、磁致伸缩液位传感器、LVDT 位移传感器、电涡流传感器、磁栅尺位移传感器与角位移传感器。
电子尺位移传感器如何接线?
电子尺的接线方式有三种:三线制电压输出、二线制电流输出与三线制电流输出。接线要按产品自带的接线图对应,不同型号的线色定义并不通用。
标定的作用是什么?
确定传感器输出电压变化与位移量之间的对应关系,也就是灵敏度。
标定时为什么要在多个位置取值?
只在单一位置比对,无法反映全程线性。把螺杆转到不同位置重复测量,才能拟合出可靠的对应关系。
标定完成后可以直接投产吗?
建议隔一段时间复测一次,确认灵敏度没有明显变化,再投入正式使用。

