BALLUFF傳感器，德國巴魯夫位移傳感器，BALLUFF位移傳感器，巴魯夫傳感器

BALLUFF傳感器，德國巴魯夫位移傳感器，BALLUFF位移傳感器，巴魯夫傳感器/39529839/39529830：單榮兵
BALLUFF位移傳感器在使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。 電感式位移傳感器具有無滑動(dòng)觸點(diǎn)，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功 耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下。位移傳感器主要應(yīng)用在自動(dòng)化裝備線對模擬 量的智能控制。 位移是和物體的位置在運(yùn)動(dòng)過程中的移動(dòng)有關(guān)的量，位移的測量方式所涉及的范圍是 相當(dāng)廣泛的。小位移通常用應(yīng)變式、電感式、差動(dòng)變壓器式、渦流式、霍爾傳感器來檢測， 大的位移常用感應(yīng)同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技術(shù)來測量。其中光柵傳感器因具有 易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精度高（目前分辨率zui高的可達(dá)到納米）、抗干擾能力強(qiáng)、沒有人為讀 數(shù)誤差、安裝方便、使用可靠等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)床加工、檢測儀表等中得到日益廣泛的應(yīng) 用。 原理 計(jì)量光柵是利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象來測量位移的。“莫爾”原出于法文 Moire，意思 是水波紋。幾百年前法國絲綢工人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩層薄絲綢疊在起時(shí)，將產(chǎn)生水波紋狀花樣； 如果薄綢子相對運(yùn)動(dòng)，則花樣也跟著移動(dòng)，這種奇怪的花紋就是莫爾條紋。般來說，只 要是有定周期的曲線簇重疊起來，便會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋。計(jì)量光柵在實(shí)際應(yīng)用上有透射光 柵和反射光柵兩種；按其作用原理又可分為輻射光柵和相位光柵；按其用途可分為直線光 柵和圓光柵。下面以透射光柵為例加以討論。 BALLUFF傳感器，德國巴魯夫位移傳感器，BALLUFF位移傳感器，巴魯夫傳感器/39529839/39529830：單榮兵
透射光柵尺上均勻地刻有平行的刻線即柵 線，a 為刻線寬，b 為兩刻線之間縫寬，W=a+b 稱為光柵柵距。目前國內(nèi)常用的光柵每毫 米刻成 10、25、50、100、250 條等線條。光柵的橫向莫爾條紋測位移，需要兩塊光柵。 塊光柵稱為主光柵，它的大小與測量范圍相致；另塊是很小的塊，稱為指示光柵。 為了測量位移，必須在主光柵側(cè)加光源，在指示光柵側(cè)加光電接收元件。當(dāng)主光柵和指示 光柵相對移動(dòng)時(shí)， 由于光柵的遮光作用而使莫爾條紋移動(dòng)， 固定在指示光柵側(cè)的光電元件， 將光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 由于光源的大小有限及光柵的衍射作用， 使得信號(hào)為脈動(dòng)信號(hào)。 如圖 1，此信號(hào)是直流信號(hào)和近視正弦的周期信號(hào)的疊加，周期信號(hào)是位移 x 的函數(shù)。 每當(dāng) x 變化個(gè)光柵柵距 W，信號(hào)就變化個(gè)周期，信號(hào)由 b 點(diǎn)變化到 b’點(diǎn)。由于 bb’= W，故 b’點(diǎn)的狀態(tài)與 b 點(diǎn)狀態(tài)*樣，只是在相位上增加了 2π。 信號(hào)處理 1、辨向原理 在實(shí)際應(yīng)用中，位移具有兩個(gè)方向，即選定個(gè)方向后，位移有正負(fù)之 分，因此用個(gè)光電元件測定莫爾條紋信號(hào)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(hào)。如圖 2，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(hào) u01 和 u02，經(jīng)過整形后得到兩個(gè)方波信號(hào) u01’和 u02’。 光柵正向移動(dòng)時(shí) u01 超前 u02 90 度，反向移動(dòng)時(shí) u02 超前 u01 90 度，故通過電路辨相 可確定光柵運(yùn)動(dòng)方向。 2、細(xì)分技術(shù) 隨著對測量精度要求的提高，以柵距為單位已不能滿足要求，需要采取 適當(dāng)?shù)拇胧δ獱枟l紋進(jìn)行細(xì)分。所謂細(xì)分就是在莫爾條紋信號(hào)變化個(gè)周期內(nèi)，發(fā)出若 干個(gè)脈沖，以減少脈沖當(dāng)量。如個(gè)周期內(nèi)發(fā)出 n 個(gè)脈沖，則可使測量精度提高 n 備，而 BALLUFF傳感器，德國巴魯夫位移傳感器，BALLUFF位移傳感器，巴魯夫傳感器/39529839/39529830：單榮兵
每個(gè)脈沖相當(dāng)于原來柵距的 1/n。 由于細(xì)分后計(jì)數(shù)脈沖頻率提高了 n 倍， 因此也稱 n 倍頻。 通常用的有兩種細(xì)分方法：其、直接細(xì)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(hào)，用反相器反相后就得到四個(gè)依次相差 9 0o 的交流信號(hào)。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(hào)，實(shí)現(xiàn)四倍頻細(xì)分。其二、電路細(xì)分。 集成電路 四倍頻集成電路 QA740210 同時(shí)具有辨相和四倍頻細(xì)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(jì)數(shù)信號(hào)，可送雙時(shí)鐘可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行加、減計(jì)數(shù)，也 可直接送微型計(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 1、特點(diǎn)： ⑴、數(shù)字化微分電路：4 路微分信號(hào)脈寬由主頻周期決定，因此，是致的，而且可 在很大范圍里方便地選擇。 ⑵、臨界報(bào)警與過速報(bào)警兩檔速度提示：可在光柵運(yùn)動(dòng)速度接近極限值時(shí)給出臨界報(bào) 警信息， 以便操作者及時(shí)控制光柵運(yùn)動(dòng)快慢。 在速度超過極限值時(shí)本電路將給出出錯(cuò)信息。 ⑶、零位控制：零位的設(shè)置將給操作者帶來許多方便，如故障斷電后的重新 定位等。本電路有“到零位開始計(jì)數(shù)”和“到零位停止計(jì)數(shù)”，以及“與零位無關(guān)” 三種工作模式。 ⑷、片選：本電路設(shè)有片選端，可以構(gòu)成多標(biāo)數(shù)顯系統(tǒng)。 ⑸、COMS 工藝：輸入輸出的電壓電流與 4000 系列 CMOS 及 LSTTL 電路兼容。 位移傳感器的原理與應(yīng)用 位移傳感器的分類 1、根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式分類: 直線位移傳感器 1、根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式分類: 直線位移傳感器 原理： 直線位移傳感器的功能在于把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。為了達(dá)到這效果，通 常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻 值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓， 與滑片移動(dòng)的長度成正比。將傳感器用作分壓器可zui大限度降低對滑軌總阻值性的要 求，因?yàn)橛蓽囟茸兓鸬淖柚底兓粫?huì)影響到測量結(jié)果。 /39529839/39529830：單榮兵
LT 直線位移傳感器： ⊙ 廣泛應(yīng)用于注塑、機(jī)床及機(jī)械加工等 ⊙ 無限分辨率 ⊙ 行程：50 900mm ⊙ 獨(dú)立線性度：±0.05% ⊙ 位移速度達(dá)到：5m/s、10 m/s 可選 ⊙ 工作溫度：-30 +100℃ ⊙ 多種電氣連接方式 ⊙ 保護(hù)等：IP60（IP65 可選） 角度位移傳感器 2、根據(jù)材質(zhì)分類: 金屬膜傳感器、導(dǎo)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、 繞線傳感器 電位器式位移傳感器 它通過電位器元件將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)關(guān) 系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感 器。但是，為實(shí)現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計(jì)的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有個(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(zhuǎn)換為電壓輸出。線繞式電位 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(tǒng)中用作位移反饋元件，則過大的階躍電壓會(huì)引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位 器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另個(gè)主要缺點(diǎn)是易磨損。它的 優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，輸出信號(hào)大，使用方便，價(jià)格低廉。 霍耳式位移傳感器 它的測量原理是保持霍耳元件（見半導(dǎo)體磁敏元件）的激勵(lì)電流 不變，并使其在個(gè)梯度均勻的磁場中移動(dòng)，則所移動(dòng)的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁 場梯度越大，靈敏度越高；梯度變化越均勻,霍耳電勢與位移的關(guān)系越接近于線性。圖 2 中是三種產(chǎn)生梯度磁場的磁系統(tǒng)：a 系統(tǒng)的線性范圍窄，位移 Z=0 時(shí)，霍耳電勢≠0；b 系 統(tǒng)當(dāng) Z<2 毫米時(shí)具有良好的線性，Z=0 時(shí),霍耳電勢=0；c 系統(tǒng)的靈敏度高,測量范圍小于 1 毫米。圖中 N、S 分別表示正、負(fù)磁極?；舳轿灰苽鞲衅鞯膽T性小、頻響高、工作可 靠、壽命長，因此常用于將各種非電量轉(zhuǎn)換成位移后再進(jìn)行測量的場合。 光電式位移傳感器 它根據(jù)被測對象阻擋光通量的多少來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(xù)測量。光電式位移傳感器常用于連續(xù)測量線 材直徑或在帶材邊緣位置控制系統(tǒng)中用作邊緣位置傳感器。 主要特性參數(shù) ： 標(biāo)稱阻值：電位器上面所標(biāo)示的阻值。 重復(fù)精度:此參數(shù)越小越好. 分辨率:位移傳感器所能反饋的zui小位移數(shù)值.此參數(shù)越小越好.導(dǎo)電塑料位移傳感器
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