常見GEFRAN位置傳感器有那些類型

      GEFRAN位置傳感器被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中，從軍用和防務(wù)應(yīng)用到低成本的汽車和家用電器。事實(shí)上，繼溫度測(cè)量之后，位置測(cè)量是我們生活中需要測(cè)量的第二種見的特性?，F(xiàn)今，有很多令人眼花繚亂的位置傳感器可供選擇，如何選擇合適的位置傳感器？這一節(jié)概述了傳感器的主要類型以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

    1 電位計(jì)
    雖然有一種傾向于非接觸式傳感器的趨勢(shì)，但電位計(jì)（pot）仍然是見的位置傳感器。這種傳感器通過測(cè)量電觸點(diǎn)沿著電阻條的電壓降，而測(cè)量位置與電壓輸出成比例。電位計(jì)有旋轉(zhuǎn)型、直線型和曲線型結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。一個(gè)簡(jiǎn)單的電位計(jì)只需花費(fèi)幾便士，而高精度的電位計(jì)則可能需要200美元以上。通過激光對(duì)電阻條進(jìn)行微調(diào)，線性度可達(dá)到小于0.01%。
    電位計(jì)在適當(dāng)?shù)墓ぷ餮h(huán)、良好的環(huán)境和性能要求不嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合中工作良好。不幸的是，電位計(jì)容易磨損，尤其是在高振動(dòng)環(huán)境，或者灰塵/沙粒等外來物質(zhì)會(huì)使電阻條受到磨損。高質(zhì)量的電位計(jì)以工作循環(huán)數(shù)給出壽命指標(biāo)，但往往忽略了振動(dòng)的影響。
    還必須注意的是，電位計(jì)指標(biāo)種經(jīng)常引用“無限分辨率”。雖然理論上是這樣，但許多控制系統(tǒng)需要數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，因此實(shí)際的分辨率將是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率（設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這個(gè)成本）。
    奇怪的是，在航空航天、醫(yī)療和石化行業(yè)的一些安全相關(guān)應(yīng)用中，電位計(jì)被歸類為“簡(jiǎn)單傳感器”。這意味著，雖然電位計(jì)有很多的故障模式，但它們并不像電子傳感器那樣受到嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和選型審查。這是一個(gè)但是真實(shí)的情形，使得在某些應(yīng)用中取代不可靠的電位計(jì)很困難。
    優(yōu)勢(shì): 低成本；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔；重量輕；制造精度高。
    劣勢(shì)： 易磨損；耐振動(dòng)差；對(duì)外來物敏感；不適合苛刻溫度環(huán)境。

    2 光電式位置傳感器
    GEFRAN光電傳感器通常被稱為編碼器，它們是位置傳感器的一種常見形式，從簡(jiǎn)單的價(jià)格幾美元的編碼器到價(jià)格超過1萬美元的高精密編碼器。在所有這些傳感器中，基本原理都是一樣的：光束照射到光柵，光電探測(cè)器測(cè)量光，產(chǎn)生一個(gè)位置信號(hào)。
    整體式旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用很廣泛，通常每一轉(zhuǎn)有50-5000脈沖（cpr）輸出，實(shí)踐證明在良好的應(yīng)用環(huán)境中工作良好。然而，在更苛刻的環(huán)境中，如果鏡頭或光柵系統(tǒng)被諸如灰塵、碎屑或水等外來雜志遮擋，那么測(cè)量就會(huì)失效。

    在GEFRAN光電傳感器選型時(shí)，需要特別注意的是，如果傳感器標(biāo)稱每一轉(zhuǎn)1000個(gè)脈沖（cpr）輸出，這并不意味著它能達(dá)到1/1000轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確度。傳感器的數(shù)據(jù)表需要仔細(xì)閱讀，特別是編碼器套件或環(huán)形編碼器，傳感器安裝要求非常精密，并且確保沒有被污染。
    如果編碼器采用是玻璃編碼盤，該編碼器只有有限的抗沖擊能力。
    優(yōu)勢(shì): 高分辨率；精密安裝可得到良好準(zhǔn)確度；廣泛應(yīng)用。
    劣勢(shì): 對(duì)外來物體敏感；失效前無任何征兆；耐沖擊差；不適合溫度。
    3 磁位置傳感器

    GEFRAN磁傳感器都使用類似的測(cè)量原理：當(dāng)永磁體與磁探測(cè)器有相對(duì)移動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的變化與它們的相對(duì)位移成比例。一種常見的形式是Hall效應(yīng)傳感器，可以制造成芯片形式。它們常用于汽車和電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合，性能適中
    磁傳感器克服了許多與光電編碼器有關(guān)的缺陷，因?yàn)樗鼈儗?duì)外來物質(zhì)更有容忍性。然而，這些傳感器很少被用于高準(zhǔn)確度要求的應(yīng)用，這是由于磁滯效應(yīng)，以及運(yùn)動(dòng)和靜止部件之間的精密機(jī)械加工的影響。應(yīng)仔細(xì)研究任何磁傳感器數(shù)據(jù)表中的安裝公差、溫度系數(shù)和工作溫度指標(biāo)。
    更進(jìn)一步，要考慮磁性材料或電纜的接近。永磁體可能吸引一些外部雜質(zhì)，傳感器失效的一個(gè)因素就是雜質(zhì)碎屑隨時(shí)間的累積。
    在有惡劣沖擊的環(huán)境中，通常不選擇磁傳感器，因?yàn)楫?dāng)今的NdFeB永磁體*的脆性。
    優(yōu)點(diǎn)： 非常堅(jiān)固牢靠；大多數(shù)液體沒有影響。
    缺點(diǎn): 溫漂；滯環(huán)；不適合高準(zhǔn)確度應(yīng)用；對(duì)附近導(dǎo)磁材料、直流磁場(chǎng)敏感；耐沖擊能力差。

    4 磁致伸縮位置傳感器
    這種GEFRAN傳感器利用一種特殊的現(xiàn)象，叫做“磁致伸縮”。這種現(xiàn)象存在于一些材料中，當(dāng)磁鐵靠近材料時(shí)，它會(huì)使沿著材料傳遞的能量發(fā)生反射。位置可以從能量脈沖沿著磁致伸縮材料來回移動(dòng)的時(shí)間來測(cè)量，磁致伸縮材料通常是一條細(xì)線或一條帶。
    幾乎所有的磁致伸縮傳感器都是直線傳感器，因?yàn)榫?xì)的磁致伸縮帶必須小心地安裝在殼體內(nèi)，比如鋁型。殼體使得磁致伸縮傳感器不受磨損和壽命問題的影響，適用于高壓應(yīng)用場(chǎng)合，比如液壓油缸。
    每一個(gè)傳感器，與精密的外殼組合后，都需要由制造商來校準(zhǔn)，這使得磁致伸縮傳感器相對(duì)昂貴。對(duì)飛逝時(shí)間的一些影響因素，該技術(shù)很敏感，就是對(duì)溫度的敏感。

    GEFRAN磁致伸縮數(shù)據(jù)表中的標(biāo)稱準(zhǔn)確度指標(biāo)通常是在恒定溫度條件下的，因此，設(shè)計(jì)工程師需要利用給出的溫度系數(shù)來計(jì)算實(shí)際能達(dá)到的準(zhǔn)確度。
    微小的磁致伸縮材料非常精細(xì)，其長(zhǎng)度兩端的支架至關(guān)重要。終的結(jié)果是，磁致伸縮傳感器不應(yīng)被選擇用于嚴(yán)酷的沖擊/振動(dòng)環(huán)境中。
    優(yōu)點(diǎn): 堅(jiān)固牢靠；適合高壓環(huán)境應(yīng)用；長(zhǎng)度增加，準(zhǔn)確度提高。
    缺點(diǎn): 相當(dāng)昂貴；不耐沖擊；溫漂大；短量程準(zhǔn)確度低(<100mm)。