簡(jiǎn)單介紹幾種常用位移傳感器的基礎知識

　　現實(shí)電子科學(xué)中，傳感器常被用來(lái)探測、感知外界的信號、物理條件與化學(xué)組成等，根據不同的用途有不同的傳感器，如溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等等。之前面我們介紹了與壓力傳感器有關(guān)的知識，下面就讓我們簡(jiǎn)單的了解一下什么是位移傳感器，常用的位移傳感器有哪些??

　　位移傳感器又稱(chēng)為線(xiàn)性傳感器，它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，位移傳感器超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器等。小編通過(guò)搜集整理資料對幾種常用位移傳感器的概念、原理、應用等基礎知識作了歸納總結(位移傳感器原理)。?

　　電感式位移傳感器?

　　電感式位移傳感器是一種屬于金屬感應的線(xiàn)性器件，接通電源后，在開(kāi)關(guān)的感應面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當金屬物體接近此感應面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線(xiàn)性衰減，然后根據衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測物體的目的。?

　　導電塑料位移傳感器?

　　用特殊工藝將DAP(鄰苯二甲酸二稀丙脂)電阻漿料覆在絕緣機體上，加熱聚合成電阻膜，或將DAP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內形成的實(shí)心體作為電阻體。特點(diǎn)是：平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長(cháng)、動(dòng)噪聲小、可靠性極高、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、導彈、飛機雷達天線(xiàn)的伺服系統等。

　　繞線(xiàn)位移傳感器?

　　繞線(xiàn)位移傳感器:是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體，并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線(xiàn)電位器特點(diǎn)是接觸電 阻小，精度高，溫度系數小，其缺點(diǎn)是分辨力差，阻值偏低，高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調零和工作點(diǎn)等。?

　　數字激光位移傳感器?

　　激光位移傳感器可精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化，主要應用于檢測物的位移、厚度、振動(dòng)、距離、直徑等幾何量的測量。?

　　按照測量原理,激光位移傳感器原理分為激光三角測量法和激光回波分析法,激光三角測量法一般適用于高精度、短距離的測量，而激光回波分析法則用于遠距離測量。

　　1、 激光三角測量法原理(如下圖所示)：?

　　激光三角測量法原理圖?

　　半導體激光器①被鏡片②聚焦到被測物體⑥。反射光被鏡片③收集，投射到CMOS陣列④上;信號處理器⑤通過(guò)三角函數計算陣列④上的光點(diǎn)位置得到距物體的距離。?

　　激光發(fā)射器通過(guò)鏡頭將可見(jiàn)紅色激光射向被測物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過(guò)接收器鏡頭，被內部的CCD線(xiàn)性相機接收，根據不同的距離，CCD線(xiàn)性相機可以在不同的角度下“看見(jiàn)”這個(gè)光點(diǎn)。根據這個(gè)角度及已知的激光和相機之間的距離，數字信號處理器就能計算出傳感器和被測物體之間的距離。同時(shí)，光束在接收元件的位置通過(guò)模擬和數字電路處理，并通過(guò)微處理器分析，計算出相應的輸出值，并在用戶(hù)設定的模擬量窗口內，按比例輸出標準數據信號。如果使用開(kāi)關(guān)量輸出，則在設定的窗口內導通，窗口之外截止。另外，模擬量與開(kāi)關(guān)量輸出可獨立設置檢測窗口。?

　　真尚有擁有業(yè)界最為齊全的高精度激光三角測量傳感器，最高精度可以達到1um，為高精度測量檢測及測厚提供全面的解決方案。?

　　2、激光位移傳感器采用回波分析原理來(lái)測量距離以達到一定程度的精度。傳感器內部是由處理器單元、回波處理單元、激光發(fā)射器、激光接收器等部分組成。激光位移傳感器通過(guò)激光發(fā)射器每秒發(fā)射一百萬(wàn)個(gè)激光脈沖到檢測物并返回至接收器，處理器計算激光脈沖遇到檢測物并返回至接收器所需的時(shí)間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結果進(jìn)行的平均輸出。激光回波分析法適合于長(cháng)距離檢測，但測量精度相對于激光三角測量法要低。真尚有擁有的激光測距傳感器，最遠檢測距離可達3000m。?

　　金屬玻璃鈾位移傳感器?

　　用絲網(wǎng)印刷法按照一定圖形，將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上，經(jīng)高溫燒結而成。特點(diǎn)是：阻值范圍寬，耐熱性好，過(guò)載能力強，耐潮，耐磨等都很好，?

　　是很有前途的電位器品種，缺點(diǎn)是接觸電阻和電流噪聲大。?

　　金屬膜位移傳感器?

　　金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點(diǎn)是分辨力高、耐高溫、溫度系數小、動(dòng)噪聲小、平滑性好。?

　　磁敏式位移傳感器?

　　消除了機械接觸，壽命長(cháng)、可靠性高，缺點(diǎn)：對工作環(huán)境要求較高.?

　　光電式位移傳感器:?

　　消除了機械接觸，壽命長(cháng)、可靠性高，缺點(diǎn)：數字信號輸出,處理煩瑣.?

　　磁致伸縮式位移傳感器?

　　(1)磁致伸縮式位移傳感器概念?

　　磁致伸縮位移(液位)傳感器，通過(guò)內部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動(dòng)磁環(huán)的絕對位置來(lái)測量被檢測產(chǎn)品的實(shí)際位移值的;該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應用于成千上萬(wàn)的實(shí)際案例中。?

　　由于作為確定位置的活動(dòng)磁環(huán)和敏感元件并無(wú)直接接觸，因此傳感器可應用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油漬、溶液、塵?；蚱渌廴镜挠绊?。此外，傳感器采用了高科技材料和先進(jìn)的電子處理技術(shù)，因而它能應用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號為絕對位移值，即使電源中斷、重接，數據也不會(huì )丟失，更無(wú)須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復檢測，也不會(huì )對傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命。?

　　(2)磁致伸縮式位移傳感器工作原理?

　　磁致伸縮位移(液位)傳感器，是利用磁致伸縮原理、通過(guò)兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應變脈沖信號來(lái)準確地測量位置的。測量元件是一根波導管，波導管內的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測量過(guò)程是由傳感器的電子室內產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖在波導管內傳輸，從而在波導管外產(chǎn)生一個(gè)圓周磁場(chǎng)，當該磁場(chǎng)和套在波導管上作為位置變化的活動(dòng)磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相交時(shí)，由于磁致伸縮的作用，波導管內會(huì )產(chǎn)生一個(gè)應變機械波脈沖信號，這個(gè)應變機械波脈沖信號以固定的聲音速度傳輸，并很快被電子室所檢測到。

　　由于這個(gè)應變機械波脈沖信號在波導管內的傳輸時(shí)間和活動(dòng)磁環(huán)與電子室之間的距離成正比，通過(guò)測量時(shí)間，就可以高度精確地確定這個(gè)距離。由于輸出信號是一個(gè)真正的絕對值,而不是比例的或放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,更無(wú)需定期重標?