位移测量传感器:一种位移测量传感器及方法与流程

2021/11/07 00:05 · 传感器知识资讯 ·  · 位移测量传感器:一种位移测量传感器及方法与流程已关闭评论
摘要:

位移测量传感器:一种位移测量传感器及方法与流程本发明涉及光电传感器技术领域,特别是一种位移测量传感器及方法。背景技术:现有的距离传感器分为接触式与非接触式两种,接触式中常用的是电容式,而非接触式常用的是超声波式。上述方式存在以下问题:第一、接触式距离传感器直接作用力在被测物上,易造成

位移测量传感器:一种位移测量传感器及方法与流程  第1张

位移测量传感器:一种位移测量传感器及方法与流程

本发明涉及光电传感器技术领域,特别是一种位移测量传感器及方法。
背景技术:
现有的距离传感器分为接触式与非接触式两种,接触式中常用的是电容式,而非接触式常用的是超声波式。上述方式存在以下问题:第一、接触式距离传感器直接作用力在被测物上,易造成被测物损坏;第二、现有的非接触式距离传感器对被测物表面有较高的要求,体积较大,且测量精度较低。
中国专利cnb公开了一种电容式距离传感器,包括一个导电、延长的平坦传感器表面,该传感器表面含有数个孔洞;虽然该传感器是柔性的,但是导电部分依然是金属的,不能完全避免接触的危害。中国专利cna公开了另一种距离传感器,包括投影光源、第一光引导装置、衍射光学元件和图像捕捉装置,这是一种非接触式的距离传感器,但是由于算法与外界的影响,测量精度低且无法实现小型化。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种结构简单、测量精度高的位移测量传感器及方法。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种位移测量传感器,包括光源、一号柱面镜、一号凸透镜、胶合透镜、二号柱面镜、二号凸透镜和四象限光电耦合探测器;
所述光源发出的光,经过一号柱面镜和一号凸透镜进行光路整形得到平行光,该平行光经过胶合透镜后入射至二号柱面镜,并经过二号柱面镜出射至目标面上形成光斑,该光斑的反射光沿原路返回至胶合透镜,并被胶合透镜反射到二号凸透镜,经过二号透镜的聚焦作用,在四象限光电耦合探测器上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离。
进一步地,所述胶合透镜由第一直角棱镜、第二直角棱镜和一块柱面镜胶合而成,其中第一直角棱镜、第二直角棱镜的最长面粘接在一起形成一个分光棱镜,该分光棱镜的出光面与所述柱面镜的平面相粘接;一号凸透镜出射的平行光,顺次通过第一直角棱镜、第二直角棱镜、柱面镜后,入射至二号柱面镜。
进一步地,所述一号凸透镜设置于一号柱面镜的一倍焦距位置。
进一步地,所述四象限光电耦合探测器设置于二号凸透镜的焦点处,并且探测器与成像形成的十字呈45°夹角。
进一步地,所述一号凸透镜、二号凸透镜的表面均镀有645nm-655nm的窄带宽滤光膜。
一种位移测量方法,包括以下步骤:
步骤1,光源发出的光,经过一号柱面镜和一号凸透镜进行光路整形得到平行光;
步骤2,步骤1所得平行光经过胶合透镜后入射至二号柱面镜,并经过二号柱面镜出射至目标面上形成光斑;
步骤3,步骤2所形成光斑的反射光沿原路返回至胶合透镜,并被胶合透镜反射到二号凸透镜;
步骤4,二号透镜对接收的光束进行聚焦,在四象限光电耦合探测器上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离。
进一步地,步骤4所述在四象限光电耦合探测器上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离,具体如下:
把探测器的四个象限分为a、b、c、d,根据a、b、c、d四个象限内能量的比值k得到唯一对应的距离,k的取值公式如下:
其中,va、vb、vc、vd分别是a、b、c、d四个象限通过光电效应产生的电压值。
本发明与现有技术相比,其显著优点是:(1)采用非接触式的测量方法,不会造成被测物的损坏,且对被测物表面没有特定的要求;(2)当点光斑通过一组交叉放置的柱面镜时,在一个周期内的像与像距是一一对应的,这保证了在量程内的位移测量精度非常高;(3)结构紧凑、占用空间小,可适用于不同形状和材质的被测物,精度可达0.07μm。
附图说明
图1是本发明位移测量传感器的光学系统示意图。
图2是本发明位移测量传感器的柱面镜原理示意图。
图3是本发明位移测量传感器的四象限光电耦合探测器光斑变化示意图。
具体实施方式
结合图1~2,本发明位移测量传感器,包括光源1、一号柱面镜2、一号凸透镜3、胶合透镜4、二号柱面镜5、二号凸透镜6和四象限光电耦合探测器7;
所述光源1发出的光,经过一号柱面镜2和一号凸透镜3进行光路整形得到平行光,该平行光经过胶合透镜4后入射至二号柱面镜5,并经过二号柱面镜5出射至目标面上形成光斑,该光斑的反射光沿原路返回至胶合透镜4,并被胶合透镜4反射到二号凸透镜6,经过二号透镜6的聚焦作用,在四象限光电耦合探测器7上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离。
进一步地,所述胶合透镜4由第一直角棱镜、第二直角棱镜和一块柱面镜胶合而成,其中第一直角棱镜、第二直角棱镜的最长面粘接在一起形成一个分光棱镜,该分光棱镜的出光面与所述柱面镜的平面相粘接;一号凸透镜3出射的平行光,顺次通过第一直角棱镜、第二直角棱镜、柱面镜后,入射至二号柱面镜5。
胶合透镜4的作用是减少空间,降低安装难度;同时用于分光棱镜的特性,回路的光也可以很好地接受。
进一步地,所述一号凸透镜3设置于一号柱面镜2的一倍焦距位置。
进一步地,所述四象限光电耦合探测器7设置于二号凸透镜6的焦点处,并且探测器与成像形成的十字呈45°夹角。
进一步地,所述一号凸透镜3、二号凸透镜6的表面均镀有645nm-655nm的窄带宽滤光膜。
本发明位移测量方法,包括以下步骤:
步骤1,光源1发出的光,经过一号柱面镜2和一号凸透镜3进行光路整形得到平行光;
步骤2,步骤1所得平行光经过胶合透镜4后入射至二号柱面镜5,并经过二号柱面镜5出射至目标面上形成光斑;
步骤3,步骤2所形成光斑的反射光沿原路返回至胶合透镜4,并被胶合透镜4反射到二号凸透镜6;
步骤4,二号透镜6对接收的光束进行聚焦,在四象限光电耦合探测器7上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离。
进一步地,步骤4所述在四象限光电耦合探测器7上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离,具体如下:
把探测器的四个象限分为a、b、c、d,根据a、b、c、d四个象限内能量的比值k得到唯一对应的距离,k的取值公式如下:
其中,va、vb、vc、vd分别是a、b、c、d四个象限通过光电效应产生的电压值。
本发明的原理是:柱面镜能够减小球差和色差,原因是它能改变成像的尺寸大小。它可以把一个点光斑转换成一条线光斑。当点光斑通过一组交叉放置的柱面镜时,在一个周期内的像与像距是一一对应的,这保证了测量原理的精度。
以下结合附图,详细说明本发明的实施方式。
实施例
本发明位移测量传感器,包括光源1、一号柱面镜2、一号凸透镜3、胶合透镜4、二号柱面镜5、二号凸透镜6和四象限光电耦合探测器7;所述光源1发出的光,经过一号柱面镜2和一号凸透镜3进行光路整形得到平行光,该平行光经过胶合透镜4后入射至二号柱面镜5,并经过二号柱面镜5出射至目标面上形成光斑,该光斑的反射光沿原路返回至胶合透镜4,并被胶合透镜4反射到二号凸透镜6,经过二号透镜6的聚焦作用,在四象限光电耦合探测器7上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离。
所述胶合透镜4由第一直角棱镜、第二直角棱镜和一块柱面镜胶合而成,其中第一直角棱镜、第二直角棱镜的最长面粘接在一起形成一个分光棱镜,该分光棱镜的出光面与所述柱面镜的平面相粘接;一号凸透镜3出射的平行光,顺次通过第一直角棱镜、第二直角棱镜、柱面镜后,入射至二号柱面镜5。
所述一号凸透镜3设置于一号柱面镜2的一倍焦距位置。
所述四象限光电耦合探测器7设置于二号凸透镜6的焦点处,并且探测器与成像形成的十字呈45°夹角。
更进一步的,为了提高测量的精度,在一号凸透镜3和二号凸透镜6上需镀上645nm-655nm的窄带宽的滤光膜。
结合图1,光源1发出的光并不是平行光,所以需要经过一号柱面镜2和一号凸透镜3进行光路整形变为平行光。胶合透镜4是由两块直角棱镜和一块柱面镜胶合而成的,点光源1经过胶合透镜4后继续向前到达二号柱面镜5射出外壳打在目标面上。在目标面上的光斑部分会反射回去,在经过胶合透镜4时被反射到二号凸透镜6,经过二号凸透镜6的聚焦作用,在四象限光电耦合探测器7上以能量强弱的形式输出电信号,经过算法可得到一一对应的距离。
结合图2,点光源8在x和y方向上是对称的,当通过正柱面镜9时,形成的像10在y方向没有明显变化,x方向收缩。当到达极限时,点光斑将变成线光斑。
结合图3,通过一组交叉放置的柱面镜,当像距在量程范围内增加时,在四象限探测器上的像光斑如图3所示变化。把探测器的四个象限分为a、b、c、d,可以发现在量程内每个状态都是独一无二的,根据a、b、c、d四个象限内能量的比值k得到唯一对应的距离。
本发明位移测量方法,包括以下步骤:
步骤1,光源1发出的光,经过一号柱面镜2和一号凸透镜3进行光路整形得到平行光;
步骤2,步骤1所得平行光经过胶合透镜4后入射至二号柱面镜5,并经过二号柱面镜5出射至目标面上形成光斑;
步骤3,步骤2所形成光斑的反射光沿原路返回至胶合透镜4,并被胶合透镜4反射到二号凸透镜6;
步骤4,二号透镜6对接收的光束进行聚焦,在四象限光电耦合探测器7上以能量强弱的形式输出电信号,从而得到与电信号一一对应的距离,具体如下:
把探测器的四个象限分为a、b、c、d,根据a、b、c、d四个象限内能量的比值k得到唯一对应的距离,k的取值公式如下:
其中,va、vb、vc、vd分别是a、b、c、d四个象限通过光电效应产生的电压值,由于像散的光学特性,所以当光学系统的像平面在前焦点(即光斑在弧失方向最长时)与后焦点(即光斑在子午方向最长时)之间的时候,k是与像平面的位移成线性关系的。
作为一个实施例,一种位移测量传感器,光源1使用650nm的激光,四象限光电耦合探测器7采样精度32位,靶面大小为10mm,测量距离50±20mm,精度0.07μm。
综上所述,本发明位移测量传感器结构紧凑,占用空间小,可用于多种狭窄情况;可适用于所有形状和材质的被测物,解决了例如镜面反射过强的问题;没有直接作用力在被测物上,测量精度高;也可以用作表面粗糙度检测,面型尺寸检测,厚度检测,长度检测,测量距离,测量位置等。

位移测量传感器:东城区哪有位移测量传感器电话

东城区哪有位移测量传感器电话

环球网
7天前
东城区哪有位移测量传感器电话富德昌,旧的称重传感器测量的是一个方向上随时间变化的力,但这并不能说明全部问题。事实上,如果一个测试周期在一切正常的情况下还是失败了,那可能是由于没有监测到的轴上的负载,例如弯曲力。有了多轴...百度快照

山西哪有位移测量传感器公司

环球网
10天前
山西哪有位移测量传感器公司富德昌某些测试现场的环境较为恶劣,考虑的因素较多,如防水高温安装位置强磁电场及地电回路等,均会给测量带来很大的影响。环境影响如选用目前为通用的100mV/g,可测50g以内振动,如测量100g,则用50mV/g的加百度快照

创想-激光位移传感器有着哪些优势特点

网易新闻
10月8日
在众多行业的生产中都需要对物体或者材料进行测量,随着社会对生产率要求的不断提高,进而作为提高生产的辅助工具也随之产生。由激光器、激光检测器和测量电路组成的激光位移传感器作为测量的一种新型工具,下面就一同来看看它有着哪些优势特点...百度快照

触觉传感器系列之一:柔性材料位移检测

酷扯儿
6天前
传感器中测量点的数量和 海绵部分和 板的尺寸可以定制 海绵本身不能做成 3D复杂的形状 但可以通过贴上 硅橡胶等外装 来调整柔软度和改变形状 应用场景 1 通过将其嵌入柔软的外部 它具有人类肌肉的柔韧性 2 安装在游戏控制器中 它以...百度快照

LWH-0150 LWH-0150

百家号
3天前
LWH-0150位移传感器四面都有安装槽,这样就方便在安装时尽量将导电材料面朝下安装,避免传感器内部有微小杂物颗粒存在从而影响传感器的寿命。该系列传感器用于测量和控制系统中,对位移和长度进行直接和###测量。工作量程最大达 900mm 以及...百度快照

顺义区哪有位移测量传感器单位

环球网
4天前
顺义区哪有位移测量传感器单位富德昌无线数据采集正越来越多地用于力的测量。例如,航空工业使用支持Wi-Fi的称重传感器来测量在维修期间保持飞机水平的顶升力。在这些情况下,超过20个千斤顶将飞机固定在位置上。将每个千斤顶上的称重传感器与...百度快照

黑龙江哪有微位移传感器

环球网
10月10日
黑龙江哪有微位移传感器斯铭威科技有限公司,光电编码器是扫地机器人上的位置和速度检测的传感器,扫地机器人上的光电编码器通过减速器和驱动轮的驱动电机同轴相连,并以增量式编码的方式记录驱动电机旋转角度对应的脉冲。光电编码器边缘检测...百度快照

创想-激光位移传感器可以进行那些工作测量

网易
9月24日
在精密制造业中光学工业极为关键,它是测量精密长度的关键手段之一,现代长度测量中利用光波测量会大大的削弱外在因素的影响,而使用光波测量时关键在于光的单色性的好坏,有相关的业内人士称激光位移传感器为理想光源,相比于单色光源更加纯正...百度快照

小不点丨aTiny激光位移传感器3D扫描成像涂胶自动化升级新亮点

创想跟踪
1月29日
我是谁?aTiny激光位移传感器 工作原理:采用柱面物镜将激光光束扩大为条状,激光在目标物上产生漫射,反射光在CMOS上成像,通过检查位置、形状的变化来测量位移和形状。我能做什么?aTiny激光位移传感器 可解决传统的接触式传感器无法实现...百度快照

原来位移传感器还能这么用!

网易新闻
1月29日
凭借智能应用的激光三角测量法,位移测量传感器仅需一个传感器头即可高精度测量厚度。它是针对狭窄空间条件的理想解决方案。 电子行业在生产设备上追求优化增值,无接触式自动测量在金属机械加工业同样需求巨大,例如在重复性测量、厚度测量、偏差...百度快照

位移测量传感器:一种位移测量传感器及方法与流程  第2张

位移测量传感器:位移传感器

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
位移传感器
语音
编辑
锁定
讨论
上传视频
上传视频
位移传感器又称为线性传感器,是一种属于金属感应的线性器件,传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中,位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同,位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多,包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速,应用日益广泛。
中文名
位移传感器
别 名
线性传感器
属 性
金属感应的线性器件
测量分类
测量实物尺寸和机械位移
优 点
便于将信号直接送入计算机系统
能量转换
物理量转换为电量
目录
1
简介
2
工作原理
3
常见故障
4
信号处理
?
辨向原理
?
细分技术
5
主要分类
?
根据运动方式
?
根据材质
6
型号特性
7
特性参数
8
应用
位移传感器简介
编辑
语音
位移传感器(图1)
位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量,位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测,大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高(目前分辨率最高的可达到纳米级)、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点,在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。
位移传感器工作原理
编辑
语音
位移传感器(图2)
电位器式位移传感器,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。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。电位器式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。磁致伸缩位移传感器通过非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的;该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。
位移传感器(图3)
由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触,因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中,不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响,IP防护等级在IP67以上。此外,传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术,因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值,即使电源中断、重接,数据也不会丢失,更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的,就算不断重复检测,也不会对传感器造成任何磨损,可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。磁致伸缩位移传感器,是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管,波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲,该电流脉冲在波导管内传输,从而在波导管外产生一个圆周磁场,当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用,波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号,这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输,并很快被电子室所检测到。
位移传感器(图4)
由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比,通过测量时间,就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器。它采用非接触的测量方式,由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触,不至于被摩擦、磨损,因而其使用寿命长、环境适应能力强,可靠性高,安全性好,便于系统自动化工作,即使在恶劣的工业环境下,也能正常工作。此外,它还能承受高温、高压和强振动,现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。
[1]
位移传感器常见故障
编辑
语音
位移传感器(图5)
直线的工作原理是跟滑动变阻器一样的,它作为分压器使用的,它是以相对的输出电压来呈现出所测量位置的实际上的位置。对这个装置的工作有下面几点要求:1、如果电子尺已经使用很长时间了,而且密封已经老化,同时夹杂着很多杂质,而且水混合物和油会严重影响电刷的接触电阻的,这样会使显示的数字不停地跳动。这个时候可以说直线位移传感器的电子尺已经损坏了,需要更换。2、若电源的容量很小,就会出现很多情况的,所以,供电电源需要有充分的容量。那么,容量不足,就会造成如下的情况:熔胶的运动会使合模电子尺的显示变换,有波动,或者合模的运动会使射胶电子尺的显示波动,造成测量结果误差很大。如果电磁阀的驱动电源于直线位移传感器供电电源同时在一起的时候,更容易出现以上的情况,情况严重时用万用表的电压档甚至可以测量到电压的有关波动。如果情况不是因为高频干扰、静电干扰或者是中性不够好的造成的,那么就有可能是电源的功率太小造成的。
位移传感器(图6)
3、调频干扰和静电干扰都有可能让直线位移传感器的电子尺的显示数字跳动的。电子尺的信号线与设备的强电线路要分开线槽。电子尺必须要强制性地使用接地支架,而且同时让电子尺的外壳跟地面良好地接触。信号线需要使用屏蔽线,而且电箱的一段应该跟屏蔽线接地的。如果有高频干扰的时候,通常使用万用表的电压测量就会显示正常,但是显示数字就是会跳动不停的;而出现静电干扰时,出现的情况也是跟高频干扰一样的。要证明看是否是静电干扰时,可以先使用一段电源线把电子尺的封盖螺丝跟机器上的某一些的金属短接起来就可以了,只要一短接起来,静电干扰就会马上消除掉的。但是如果要消除掉高频干扰就很难用上面的方法了,变频节电器和机器手都经常出现高频干扰的,所以可以试一下用停止高频节电器或者机械手的方法来验证是不是高频干扰的。4、如果直线位移传感器的电子尺在工作的过程当中,在某一点的显示数据有规律地跳动,或者是没有显示数据的时候,出现这种情况就需要检查连接线绝缘是不是出现破损的现象,并且跟机器的外壳很有规律地接触而导致的对地短路。
位移传感器(图7)
5、供电的电压一定要稳定,工业的电压需要符合±0.1[%]的稳定性,例如,基准电压是10V的话,就可以允许有±0.01V的波动变化,如果不是的话,就会引起显示的圈套波动这样的情况。但是如果这个时候的显示波动的幅度没有超过波动电压的波动的幅度的话,那么电子尺就是正常的了。6、安装直线位移传感器的对中性需要很好,但是平行度可以允许有±0.5mm的误差,角度可以允许有±12°的误差。但是如果平行度误差和角度误差都是偏大的话,这样会出现显示数字跳动的情况。那么出现这样的情况的时候,必须要对平行度和角度进行调整了。7、在连接的过程当中,一定要多加注意,电子尺的三条线是不可以接错的,电源线和输出线是不可以调换的。如果上面的线接错的话,就会出现线性误差很大的情况,要控制的话是很难的,控制的精度也会变得很差,而显示很容易出现跳动的现象等等。
位移传感器信号处理
编辑
语音
位移传感器辨向原理
在实际应用中,位移具有两个方向,即选定一个方向后,位移有正负之分,因此用一个 光电元件测定莫尔条纹信号确定不了位移方向。为了辨向,需要有 π/2相位差的两个莫尔条纹信号。如图2,在相距1/4条纹间距的位置上安放两个光电元件,得到两个相位差π/2的电信号u01和u02,经过整形后得到两个方波信号u01’和u02’。光栅正向移动时u01超前u02 90度,反向移动时u02超前u01 90度,故通过电路辨相可确定光栅运动方向。
位移传感器细分技术
随着对测量精度要求的提高,以栅距为单位已不能满足要求,需要采取适当的措施对莫尔条纹进行细分。所谓细分就是在莫尔条纹信号变化一个周期内,发出若干个脉冲,以减少脉冲当量。如一个周期内发出n个脉冲,则可使测量精度提高n备,而每个脉冲相当于原来栅距的1/n。由于细分后计数脉冲频率提高了 n倍,因此也称n倍频。通常用的有两种细分方法:其一:直接细分。在相差1/4莫尔条纹间距的位置上安放两个光电元件,可得到两个相位差90o的电信号,用反相器反相后就得到四个依次相差90o的交流信号。同样,在两莫尔条纹间放置四个依次相距1/4条纹间距的光电元件,也可获得四个相位差90o的交流信号,实现四倍频细分。其二:电路细分。
位移传感器主要分类
编辑
语音
位移传感器根据运动方式
直线位移传感器:
位移传感器(图8)
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。为了达到这一效果,通常将可变电阻滑轨定置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,允许流过微安培的小电流,滑片和始端之间的电压,与滑片移动的长度成正比。将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,因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。角度位移传感器:角度位移传感器应用于障碍处理:使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单:如果马达角度传感器构造运转,而齿轮不转,说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单,而且非常有效;唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑(或者说打滑次数太多),否则你将无法检测到障碍物。一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题,这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它:在驱动轮旋转的过程中,如果惰轮停止了,说明你碰到障碍物了。
位移传感器根据材质
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Z<2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2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。 位移传感器型号特性 编辑 语音 导电塑料位移传感器:用特殊工艺将DAP(邻苯二甲酸二稀丙脂)电阻浆料覆在绝缘机体上,加热聚合成电阻膜,或将DAP电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是:平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统等。绕线位移传感器:是将康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体,并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电 阻小,精度高,温度系数小,其缺点是分辨力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。金属玻璃铀位移传感器:用丝网印刷法按照一定图形,将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上,经高温烧结而成。特点是:阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨等都很好,是很有前途的电位器品种,缺点是接触电阻和电流噪声大。金属膜位移传感器:金属膜电位器的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辨力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。磁敏式位移传感器:消除了机械接触,寿命长、可靠性高,缺点:对工作环境要求较高.光电式位移传感器:消除了机械接触,寿命长、可靠性高,缺点:数字信号输出,处理烦琐。磁致伸缩式位移传感器:磁致伸缩位移(液位)传感器,通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的。数字激光位移传感器:激光位移传感器可精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化,主要应用于检测物的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量的测量。按照测量原理,激光位移传感器原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量,而激光回波分析法则用于远距离测量。激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面,经物体反射的激光通过接收器镜头,被内部的CCD线性相机接收,根据不同的距离,CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离,数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。同时,光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理,并通过微处理器分析,计算出相应的输出值,并在用户设定的模拟量窗口内,按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出,则在设定的窗口内导通,窗口之外截止。另外,模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接收器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到检测物并返回至接收器,处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间,以此计算出距离值,该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。激光回波分析法适合于长距离检测,但测量精度相对于激光三角测量法要低。 位移传感器特性参数 编辑 语音 标称阻值:电位器上面所标示的阻值。重复精度:此参数越小越好。分辨率:位移传感器所能反馈的最小位移数值.此参数越小越好.导电塑料位移传感器分辨率为无穷小。允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电位器的精度。允许误差一般只要在±20%以内就符合要求,因为一般位移传感器是以分压的方式来使用,具体电阻的大小对传感器的数据采集没有影响。线性精度:直线性误差.此参数越小越好。寿命:导电塑料位移传感器都在200万次以上。 位移传感器应用 编辑 语音 火车轮缘的几何状态参数影响着列车运行的速度与平稳度,对列车的安全运行十分重要。传统的检测手段较为复杂,通常是用带有游标的专用尺子来进行测量,对数据的人工读取造成测量的误差比较大,同时不能实现检测数据的数字化管理。随着我国铁路事业的发展,列车运行速度越来越快,火车轮缘状态参数的精确快速检修和数字化管理变得十分重要。轮缘检测仪采用现代传感器技术、单片机处理系统和简洁稳定的机械结构,可方便精确的对几何状态参数进行连续快速测量,实现了轮缘高度、轮辋厚度等参数测量的数字化。 [2] 轮缘高度、宽度、轮辋厚度等方面的检测用到很多传感器,而最为关注的是位移传感器,位移传感器有很多种,用在火车上车轮缘状检测是目前新型传感器技术叫做激光位移传感器。目前用在火车轮缘上检测是的激光三角测量法,短距离的测量精度很高。可以直接把位移传感器安装在轨道上进行检测,同样也可以采用激光反射式位移传感器为测量器件激光传感器模沿直线方向扫描轮缘形状,同时记录整个轮缘数据。通过微处理器即可得出整个轮缘轮廓曲线,进而求得轮缘宽度、轮缘高度、70mm磨损量和磨损面积等。并且能把测量的数据上传计算机,生成数据库,利用先进的后处理软件对火车轮缘进行数字化管理。它不仅可以对在线运行列车测量轮对的磨损,还可以在生产线上对轮对尺寸是否合格进行分选。交通运输的发展离不开检测技术,而仪器仪表以及传感器技术才是检测技术的核心。高速动力发展的今天,人们不仅仅希望体验到是的舒适和享受,而且跟多的希望得到是安全。传感器技术的发展会给人们生活交通带来更多的安全,我国传感器技术的发展也将带动交通运输方面在国际上拥有的一流先进技术发展。 词条图册 更多图册 解读词条背后的知识 查看全部 罗罗日记 我是罗罗,专注写成长和科普干货,欢迎关注 LVDT位移传感器的原理是什么? 在机械设备的运动轴中,最常见的是直线运动。对于直驱,我们一般用直线位移传感器,比如光栅尺来检测运动部件的位置。而对于旋转变直线的运动轴,有时也可以用旋转编码器来检测位置,速度等参数。上次,我分享了光栅尺和旋转编码器的原理。光栅尺原理,横屏更好看... 2021-05-112 MiranTechnology 国家传感器示范企业润滑泵米朗 如何选择位移传感器 在为项目选择位移传感器时,第一步,也是最重要的一步,是需要完全弄清楚什么オ是您真正需要的,特別是传感器分辨率、重复精度和线性度。如果开始过多地指定这些待性就会导致不必要选型困扰,想要找到一个以最小总成本并且符合自身使用需求为目的的传感器——记住在分析中要考虑对现场出现故障的... 2021-01-130 电动邦服务 电动邦科技(北京)有限公司 角度位移传感器,角度位移传感器原理 汽车在当今社会并不稀奇,因为我们国民的经济在火速提升。传感器的种类也有很多,但是采用的原理都是大同小异的。比如说角位移传感器,它是通过角度的旋转和位移来获取外界带来的信息,这些信息通过感应器来感应,然后再传递出去。角度位移传感器是用于测量物体转动时位置变化物理量的传感器。接... 2020-09-030 欣佰特科技 欣佰特科技(北京)有限公司 Ealstisense纯固态的柔性位移传感器 01 品牌简介ElastiSense成立于2016年,专注于集成电活性聚合物(EAP)传感器解决方案,专为工厂自动化、结构健康监控、重型机械和其他在苛刻环境中的应用而设计,可以通过降低安装、维护和停机成本为公司增加重大价值。02 产品特点Elastisene开创性的“活性橡... 2021-07-120 立仪科技 专注于精密光学检测领域的民营高科技企业 立仪科技打造耀眼新星:光谱共焦位移传感器,赋能高精密测量 长期以来,高端智能装备雄踞在制造工业市场顶端。寻求发展的企业,都无一不需要借助科技的翅膀,依赖高端装备,来应对层出不穷的技术挑战。近年来,精密制造业的与日俱进以及创新理念的持续推动,都对测量的精度、解析率、线性度等方面提出了更高要求。一场以“智能制造”为核心的产业升级正在悄... 2021-05-120 参考资料 1. 位移传感器常见型号工作原理 .电子工程世界网[引用日期2012-12-28] 2. 位移传感器的应用 .传感器[引用日期2013-01-01]

位移测量传感器:位移测量仪表

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
位移测量仪表
语音
编辑
锁定
上传视频
上传视频
本词条缺少概述图,补充相关内容使词条更完整,还能快速升级,赶紧来编辑吧!
测量刚体平移或转动时的线位移或角位移的机械量测量仪表,用于测量机械位移、机械零部件的几何参数(尺寸、表面形状等)以及在加工过程中连续测量钢板、纸和橡胶等的几何尺寸。位移测量仪表由位移传感器、测量电路和指示器等部分组成。位移传感器按输出信号的类型可分为模拟式位移传感器和数字式位移传感器两类。
中文名
位移测量仪表
测 量
刚体平移或转动时的线位移或角位移
组成部分
传感器、测量电路、指示器等
词条类型
工具仪器
目录
1
简介
2
传感种类
?
模拟式位移传感器
?
数字式位移传感器
位移测量仪表简介
编辑
语音
位移测量仪表
测量刚体平移或转动时的线位移或角位移的机械量测量仪表,用于测量机械位移 、机械零部件的几何参数(尺寸、表面形状等)以及在加工过程中连续测量钢板、纸和橡胶等的几何尺寸。位移测量仪表由位移传感器、测量电路和指示器等部分组成。位移传感器按输出信号的类型可分为模拟式位移传感器和数字式位移传感器两类。
位移测量仪表传感种类
编辑
语音
位移测量仪表模拟式位移传感器
将被测位移变换为模拟量信号输出的测量元件。通常由变换元件、导向构件和测量力弹簧等部分构成,有时传感器还包括测量电路的一部分。模拟式位移传感器按变换元件工作原理又可分为电阻式、电容式、电感式、涡流式、光电式和霍尔式等。图为电感式位移传感器的结构示意图,变换元件主要是由线圈和磁芯构成的差动电感线圈。测量位移时,传感器的测量端与被测对象接触,量端感受位移S,并通过测杆使磁芯作相应的移动,因而使线圈的电感量发生变化,而发出信号。测量电路将传感器输出信号转换和放大后,由指示器指示被测位移值。磁芯的运动方向由测杆与外壳的滑动配合来限制。测量力弹簧给出使量端与被测物在测量时保持接触所需的测量力。模拟式位移传感器结构较简单、价格较低,因此使用范围很广。测量上限值为130微米~625毫米,测量误差为0.01~2%。
位移测量仪表数字式位移传感器
将被测位移转换为数码信号输出的测量元件,又称为编码器。编码器按编码方式分为绝对编码器和增量编码器两类。绝对编码器它对应每一位移量都能产生唯一的数字编码,因此在指示某一的位移时,编码器不必要存贮原先的位移。编码的分辨力决定于编码器输出数字的位数。编码器的结构与所利用的物理现象(电、光或磁)的变化有关。例如电刷编码器一般是一个盘子,上面有若干条同心的轨道,称为数道。数道上导电面积和一些绝缘面积构成代码,每条数道对应输出数字的一位数。当盘子随被测物转动时,电刷以电接触的方式读出每个数道上的导电区和绝缘区,产生数字编码。磁性编码器和光学编码器的结构与电刷编码器相似,只是位移的编码输出由磁或光束来表示。绝对编码器的特点是误差不会累积,而且在位移快速变化时不必考虑电路的响应问题。增量编码器它在测量物体位移时,能发生电流或电压的跃变。输出信号的每次跃变所对应的位移增量决定于编码器的分辨力。为了测量位移,必须利用存贮器计数跃变的次数。属于这一类传感器的有感应同步器、磁栅和光栅。增量编码器的特点是零点可以任意设定,分辨力为1微米。数字式位移传感器测量精确度高、测量范围宽,适用于对大位移的测量,在精密定位系统和精密加工技术中得到广泛应用。

您可能感兴趣的文章

本文地址:https://www.ceomba.cn/2661.html
文章标签: ,  
版权声明:本文为原创文章,版权归 ceomba 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!

文件下载

老薛主机终身7折优惠码boke112

上一篇:
下一篇:

评论已关闭!