德國B(niǎo)ALLUFF巴魯夫傳感器常見(jiàn)故障異常
在實(shí)際應用中，位移具有兩個(gè)方向，即選定一個(gè)方向后，位移有正負之分，因此用一個(gè)光電元件測定莫爾條紋信號確定不了位移方向。為了辨向，需要有π/2相位差的兩個(gè)莫爾條紋信號。在相距1/4條紋間距的位置上安放兩個(gè)光電元件，得到兩個(gè)相位差π/2的電信號u01和u02，經(jīng)過(guò)整形后得到兩個(gè)方波信號u01’和u02’。光柵正向移動(dòng)時(shí)u01超前u0290度，反向移動(dòng)時(shí)u02超前u0190度，故通過(guò)電路辨相可確定光柵運動(dòng)方向?！?br />　　細分技術(shù)　　
　　隨著(zhù)對測量精度要求的提高，以柵距為單位已不能滿(mǎn)足要求，需要采取適當的措施對莫爾條紋進(jìn)行細分。所謂細分就是在莫爾條紋信號變化一個(gè)周期內，發(fā)出若干個(gè)脈沖，以減少脈沖當量。如一個(gè)周期內發(fā)出n個(gè)脈沖，則可使測量精度提高n備，而每個(gè)脈沖相當于原來(lái)柵距的1/n。由于細分后計數脈沖頻率提高了n倍，因此也稱(chēng)n倍頻?！?br />　　通常用的有兩種細分方法：其一、直接細分。在相差1/4莫爾條紋間距的位置上安放兩個(gè)光電元件，可得到兩個(gè)相位差90o的電信號，用反相器反相后就得到四個(gè)依次相差90o的交流信號。同樣，在兩莫爾條紋間放置四個(gè)依次相距1/4條紋間距的光電元件，也可獲得四個(gè)相位差90o的交流信號，實(shí)現四倍頻細分。其二、電路細分?！　?br />　　四倍頻集成電路同時(shí)具有辨相和四倍頻細分的功能，可將兩路正交的方波進(jìn)行四倍頻后產(chǎn)生兩路加、減計數信號，可送雙時(shí)鐘可逆計數器進(jìn)行加、減計數，也可直接送微型計算機（包括單片機）進(jìn)行數據處理?！?br />　　1、特點(diǎn)：　
　?、?、數字化微分電路：4路微分信號脈寬由主頻周期決定，因此，是*的，而且可在很大范圍里方便地選擇?！?br />　?、?、臨界報警與過(guò)速報警兩檔速度提示：可在光柵運動(dòng)速度接近極限值時(shí)給出臨界報警信息，以便操作者及時(shí)控制光柵運動(dòng)快慢。在速度超過(guò)極限值時(shí)本電路將給出出錯信息?！?br />　?、?、零位控制：零位的設置將給操作者帶來(lái)許多方便，如故障斷電后的重新定位等。本電路有“到零位開(kāi)始計數”和“到零位停止計數”，以及“與零位無(wú)關(guān)”三種工作模式?！?br />　?、?、片選：本電路設有片選端，可以構成多標數顯系統?！?br />　?、?、COMS工藝：輸入輸出的電壓電流與4000系列CMOS及LSTTL電路兼容?！　?br />　　分類(lèi)　
　　根據運動(dòng)方式分類(lèi)　　
　　直線(xiàn)位移傳感器　
　　原理：　
　　直線(xiàn)位移傳感器的功能在于把直線(xiàn)機械位移量轉換成電信號。為了達到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過(guò)滑片在滑軌上的位移來(lái)測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩態(tài)直流電壓，允許流過(guò)微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動(dòng)的長(cháng)度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會(huì )影響到測量結果?！?br />　　LT直線(xiàn)位移傳感器：直線(xiàn)位移傳感器（2張）　　
　　⊙廣泛應用于注塑、機床及機械加工等行業(yè)　
　　⊙無(wú)限分辨率　
　　⊙行程：50至900mm　
　　⊙獨立線(xiàn)性度：±0.05%　
　　⊙位移速度達到：5m/s、10m/s可選　
　　⊙工作溫度：-30至+100℃　
　　⊙多種電氣連接方式　
　　⊙保護等級：IP60（IP65可選）　
　　角度位移傳感器　
德國B(niǎo)ALLUFF巴魯夫傳感器常見(jiàn)故障異常
　　根據材質(zhì)分類(lèi)　
　　金屬膜傳感器、導電塑料傳感器、光電式傳感器、磁敏式傳感器、金屬玻璃鈾傳感器、繞線(xiàn)傳感　
　　電位器式位移傳感器它通過(guò)電位器元件將機械位移轉換成與之成線(xiàn)性或任意函數關(guān)系的電阻或電壓輸出。普通直線(xiàn)電位器和圓形電位器都可分別用作直線(xiàn)位移和角位移傳感器。但是，為實(shí)現測量位移目的而設計的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個(gè)確定關(guān)系。圖1中的電位器式位移傳感器的可動(dòng)電刷與被測物體相連。物體的位移引起電位器移動(dòng)端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉換為電壓輸出。線(xiàn)繞式電位器由于其電刷移動(dòng)時(shí)電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統中用作位移反饋元件，則過(guò)大的階躍電壓會(huì )引起系統振蕩。因此在電位器的制作中應盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另一個(gè)主要缺點(diǎn)是易磨損。它的優(yōu)點(diǎn)是：結構簡(jiǎn)單，輸出信號大，使用方便，價(jià)格低廉?！?br />　　霍耳式位移傳感器它的測量原理是保持霍耳元件（見(jiàn)半導體磁敏元件）的激勵電流不變，并使其在一個(gè)梯度均勻的磁場(chǎng)中移動(dòng)，則所移動(dòng)的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場(chǎng)梯度越大，靈敏度越高；梯度變化越均勻，霍耳電勢與位移的關(guān)系越接近于線(xiàn)性。圖2中是三種產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)的磁系統：a系統的線(xiàn)性范圍窄，位移Z=0時(shí)，霍耳電勢≠0；b系統當Z<2毫米時(shí)具有良好的線(xiàn)性，Z=0時(shí)，霍耳電勢=0；c系統的靈敏度高，測量范圍小于1毫米。圖中N、S分別表示正、負磁極?；舳轿灰苽鞲衅鞯膽T性小、頻響高、工作可靠、壽命長(cháng)，因此常用于將各種非電量轉換成位移后再進(jìn)行測量的場(chǎng)合?！?br />　　光電式位移傳感器它根據被測對象阻擋光通量的多少來(lái)測量對象的位移或幾何尺寸。特點(diǎn)是屬于非接觸式測量，并可進(jìn)行連續測量。光電式位移傳感器常用于連續測量線(xiàn)材直徑或在帶材邊緣位置控制系統中用作邊緣位置傳感器?！?br />　　主要特性參數　
　　標稱(chēng)阻值：電位器上面所標示的阻值?！?br />　　重復精度：此參數越小越好.　
　　分辨率：位移傳感器所能反饋的最小位移數值.此參數越小越好.導電塑料位移傳感器分辨率為無(wú)窮小.　
　　允許誤差：標稱(chēng)阻值與實(shí)際阻值的差值跟標稱(chēng)阻值之比的百分數稱(chēng)阻值偏差，它表示電位器的精度。允許誤差一般只要在　
　　±20%以?xún)染头弦?，因為一般位移傳感器是以分壓的方式?lái)使用，具體電阻的大小對傳感器的數據采集沒(méi)有影響.　　
　　線(xiàn)性精度：直線(xiàn)性誤差.此參數越小越好.　　
　　壽命：導電塑料位移傳感器都在200萬(wàn)次以上.　　
　　常用傳感器特性　
　　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*、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、導dan、飛機雷達天線(xiàn)的伺服系統等?！?br />　　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?！　?br />　　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?！　?br />　　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?！?br />　　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　
　　一、概述　
　　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*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?！?br />　　二、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?！?br />　　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。
　　高精度位移傳感器　
　　介紹兩種高精度位移傳感器：　
　　1、KD2306高精度電渦流位移傳感器
　　KD2306是KD2300的更新產(chǎn)品，采用軌導DIN式結構。本體系非常適合集成到OEM設備和工業(yè)控制應用中。具備的分辨率和速度性能（0.1um分辨率，50kHz高響應），滿(mǎn)足各種實(shí)際需求，還可選擇延長(cháng)電纜、溫度補償等特殊需求?！?br />　　可應用于精密測量金屬材料的長(cháng)度、寬度、高度、厚度、圓度等尺寸，位移，變形，振動(dòng)等?！?br />　　主要特點(diǎn)：　
　?、备叻直媛屎透卟蓸勇?；
　?、部勺孕姓{整零位、增益和線(xiàn)性；　
　?、晨蛇x擇延長(cháng)電纜、溫度補償等功能；
　?、纯蓽y鐵磁和非鐵磁所有金屬材料；　
　?、稻哂卸鄠鞲衅魍焦δ?；　
　?、恫皇艹睗?、灰塵的影響，對環(huán)境要求低?！?br />　　2、SMT9700埃米級高性能電渦流位移傳感器　　
　　SMT是一款專(zhuān)門(mén)為客戶(hù)定制的OEM產(chǎn)品，可測非導磁體和鐵磁材料，有1、2或3通道可配電渦流探頭。材料、線(xiàn)性、分辨率、帶寬各種性能可自行優(yōu)化，埃米級分辨率，符合CE和RoHS標準，尺寸小巧，可配13種電渦流探頭?！　?br />　　主要用于光學(xué)平臺位置測量、半導體和光器件的研磨、半導體模板對齊系統、蒸鍍系統、電子顯微鏡垂直軸定位、原子顯微鏡垂直軸定位、磁懸浮軸控制、部件研磨加工的精確定位、鏡片控制、物質(zhì)收縮測試測量、機械結構變形探測與測試?！?br />　　主要特點(diǎn)：　
　　1、尺寸小巧　
　　2、埃米級分辨率　
　　3、有1、2或3通道可配電渦流探頭　
　　4、可配13種電渦流探頭　
　　5、工作溫度：0～70&ordm;C（補償范圍15～55&ordm;C）　
　　6、符合CE和RoHS標準　　
　　7、輸出負載電流<20mA（有短路和過(guò)載保護）　
　　8、供電電壓：15～30V，<50mA（有容錯保護、短路保護）　
　　傳感器市場(chǎng)發(fā)展前景　
　　咨詢(xún)公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場(chǎng)報告顯示，2008年*傳感器市場(chǎng)容量為506億美元，預計2010年*傳感器市場(chǎng)可達600億美元以上。調查顯示，東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(cháng)較快的地區，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布最大的地區。就世界范圍而言，傳感器市場(chǎng)上增長(cháng)較快的依舊是汽車(chē)市場(chǎng)，占第二位的是過(guò)程控制市場(chǎng)，看好通訊市場(chǎng)前景?！?br />　　一些傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規模最大，分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(cháng)來(lái)自于無(wú)線(xiàn)傳感器、MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems，微機電系統）傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無(wú)線(xiàn)傳感器在2007-2010年復合年增長(cháng)率預計會(huì )超過(guò)25%?！?br />　　目前，*的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng )新之中呈現出快速增長(cháng)的趨勢。有關(guān)專(zhuān)家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現有基礎上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng)，比如無(wú)線(xiàn)傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與*的擴大?！?br />　　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?！?br />　　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?！?br />　　1、激光三角測量法原理（如下圖所示）：　
　　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?！?br />　　原理圖激光發(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。<br>；真尚有擁有業(yè)界較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?！?br />　　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