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接觸式位移傳感器是通過(guò)與被測(cè)物體直接接觸來(lái)測(cè)量位移的,主要包括電阻式、電感式等類型,以下是其具體工作原理:
電阻式接觸式位移傳感器
電位器式:通過(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)與電阻元件接觸,當(dāng)被測(cè)物體帶動(dòng)滑動(dòng)觸點(diǎn)移動(dòng)時(shí),改變電阻元件接入電路的電阻值。根據(jù)串聯(lián)電阻分壓原理,
電阻值的變化會(huì)導(dǎo)致輸出電壓變化,從而將位移量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。例如在汽車(chē)油門(mén)踏板位置傳感器中,踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)帶
動(dòng)電位器的滑動(dòng)觸點(diǎn),從而實(shí)時(shí)反映油門(mén)踏板的位置變化。
應(yīng)變片式:將應(yīng)變片粘貼在彈性體上,當(dāng)彈性體受到外力作用產(chǎn)生變形時(shí),應(yīng)變片也隨之變形,導(dǎo)致其電阻值發(fā)生變化。這種電阻變化與
被測(cè)物體的位移引起的彈性體變形相關(guān),通過(guò)測(cè)量應(yīng)變片電阻變化來(lái)計(jì)算出物體的位移。常用于電子秤等測(cè)量設(shè)備中,通過(guò)測(cè)量承載重物
時(shí)彈性體的微小變形來(lái)計(jì)算物體重量,而重量與彈性體的變形位移存在一定關(guān)系。
電感式接觸式位移傳感器
自感式:由線圈、鐵芯和銜鐵組成。當(dāng)銜鐵與被測(cè)物體相連并產(chǎn)生位移時(shí),銜鐵與鐵芯之間的氣隙發(fā)生變化,從而引起線圈電感量的變化。
根據(jù)電感的基本原理,電感量與線圈匝數(shù)、氣隙長(zhǎng)度等因素有關(guān),通過(guò)檢測(cè)電感量的變化就能得到物體的位移信息。例如在一些機(jī)床的工
作臺(tái)位移測(cè)量中,自感式位移傳感器可以精確測(cè)量工作臺(tái)在一定范圍內(nèi)的移動(dòng)距離。
差動(dòng)變壓器式(互感式):有一個(gè)初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈,初級(jí)線圈通入交變電流,在兩個(gè)次級(jí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)與被測(cè)物體
相連的鐵芯發(fā)生位移時(shí),改變了初級(jí)線圈與兩個(gè)次級(jí)線圈之間的互感耦合程度,使兩個(gè)次級(jí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生差動(dòng)變化。通過(guò)測(cè)量這
種差動(dòng)電壓的變化來(lái)確定鐵芯的位移,進(jìn)而得到被測(cè)物體的位移量。常用于一些需要高精度位移測(cè)量的自動(dòng)化生產(chǎn)線中,如電子元件的貼
裝設(shè)備,可精確控制貼裝頭的位置。
電容式接觸式位移傳感器:通常由固定極板和可動(dòng)極板組成,可動(dòng)極板與被測(cè)物體相連。當(dāng)物體發(fā)生位移時(shí),可動(dòng)極板與固定極板之間的
距離、面積或介電常數(shù)發(fā)生變化,根據(jù)電容的計(jì)算公式C=d?S(其中C為電容,?為介電常數(shù),S為極板面積,d為極板間距),電容值會(huì)
相應(yīng)改變。通過(guò)測(cè)量電容值的變化來(lái)反映物體的位移,這種傳感器在一些對(duì)微小位移測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用廣泛,如微機(jī)電系統(tǒng)
(MEMS)中的位移測(cè)量。
比如這款CD8B回彈式位移傳感器是工作原理
回彈式位移傳感器通常由測(cè)量部件和傳感器元件組成。
其工作原理如下:
初始狀態(tài):在初始狀態(tài)下,測(cè)量部件處于未受位移的正常位置,傳感器元件的相關(guān)參數(shù),如電阻、電容或電感等處于初始狀態(tài)。
位移引起變形:當(dāng)物體發(fā)生位移時(shí),測(cè)量部件受到外力作用發(fā)生變形,比如彎曲、扭曲等。以彈簧作為測(cè)量部件為例,物體位移會(huì)使彈簧
拉伸或壓縮。這種變形會(huì)使傳感器元件的參數(shù)發(fā)生改變,例如使電阻值增大或減小、電容值改變、電感值變化等。
電信號(hào)變化:傳感器元件參數(shù)的變化導(dǎo)致其特性改變,進(jìn)而使傳感器輸出的電信號(hào)發(fā)生變化,該電信號(hào)可以是電壓、電流或頻率等形式。
通過(guò)測(cè)量和分析這些電信號(hào)的變化,就能得出物體的位移量。
CD8B 回彈式位移傳感器可能在具體結(jié)構(gòu)和性能上有其獨(dú)特之處,但總體上遵循上述回彈式位移傳感器的一般工作原理。