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位移传感器的分类  它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是,为实现测量位移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...


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位移传感器的分类

  它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是,为实现测量位移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。图1中的电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。通常在电位器上通以电源电压,以把电阻变化转换为电压输出。线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化,其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件,则过大的阶跃电压会引起系统振荡。因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。电位器传感器的另一个主要缺点是易磨损。它的优点是:结构简单,输出信号大,使用方便,价格低廉。  霍耳式位移传感器

它的测量原理是保持霍耳元件(见半导体磁敏元件)的激励电流不变,并使其在一个梯度均匀的磁场中移动,则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。磁场梯度越大,灵敏度越高;梯度变化越均匀,霍耳电势与位移的关系越接近于线性。图2中是三种产生梯度磁场的磁系统:a系统的线性范围窄,位移Z=0时,霍耳电势≠0;b系统当Z2毫米时具有良好的线性,Z=0时,霍耳电势=0;c系统的灵敏度高,测量范围小于1毫米。图中N、S分别表示正、负磁极。霍耳式位移传感器的惯性小、频响高、工作可靠、寿命长,因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。

  光电式位移传感器

它根据被测对象阻挡光通量的多少来测量对象的位移或几何尺寸。特点是属于非接触式测量,并可进行连续测量。光电式位移传感器常用于连续测量线材直径或在带材边缘位置控制系统中用作边缘位置传感器。直线位移传感器


  新型传感器技术的未来发展

  众所周知,传感器都是基于各种效应原理开发出来的,现在广泛采用的有光电效应、磁电效应、磁阻效应、热电效应、压电效应和压阻效应等等,直线位移传感器供货商,这里就不一一列出。但是,自然界有很多效应我还未知,如果探索出来应用在传感器行业,或许有很多新类型的传感器开发出来。相信未来新型传感器将朝着新原理、新材料、集成化和智能化方向发展。

  传感器本身就基于敏感材料对外界的感应,然后转化成相应的输出而来,这就需要研究人员探索新的感应规律,继而研发相应的感应材料,采用新型的制造技术和工艺技术,开发出高性能、多功能和小型化的传感器产品。比如,当初对量子力学诸效应的一步步了解,现在可以研制出一些低灵敏阈传感器,用来检测微弱的信号,它现在也成为传感器发展的一大方向。

  传感器材料的发展经过了早期的半导体材料、陶瓷材料、光导纤维和超导材料,到现在的高分子材料以及生物材料,已经实现了大幅度的跨越。半导体材料中的硅,可以制造出很多微型化、多功能化、智能化和集成化的传感器。一些用光来探测的传感器具有灵敏度高、非接触和精度高等特点。在敏感材料中,近年来陶瓷材料和有机材料得到快速发展,陶瓷的烧结技术也得到很大提高,这在气体传感器制作中有很好的体现。正是由于对这些材料的认识,传感器技术才得到不断的发展。同时,传感器的发展,也促进了新材料的开发,磁致伸缩位移传感器,比如新型的纳米材料。美国公司已经可以用纳米材料制作ZrO2气体传感器,这种气体传感器具有很大的界面,不但导通电阻小,它还可以提供大量气体通道,极易向着微型化的方面发展。

  传感器的多动能化也是其发展方向之一,直线位移传感器,大家所熟知的温湿度传感器就是将温度和湿度测量集成为一体的传感器。国外某研究所还将离心加速度、角加速度和线速度集成在一起,制造出的产品可以实现对这三个参数的测量。多功能化的传感器有利于节约成本、缩小安装体积、提高产品精度和可靠性。

  随着计算机技术和通信技术的发展,直线位移传感器型号,传感器的智能化水平也得到提高。它不仅具有检测功能,还可以实现多种输出方式。接收的信息在里面就能够处理、逻辑判断和自诊断等智能模式。它将输入输出、A/D转换、处理电路等集成在一块芯片上,不仅体积很小,而且传输距离长,信号抗干扰能力高。此外,还可以加入总线技术和无线传输模块,输出的数据非常容易被控制系统所接收和识别。


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