模拟量信号输出的SICK传感器电缆适合长度

　　SICK传感器模拟电压信号(0…10V，-10…+ 10V等)： 通常，我们建议将模拟电压信号的电缆长度限制为30米内。如果考虑并解决了上述因素，则可以(通常)使用长度超过30米的电缆，但安全的选择是保持在30米以下。

　　模拟电流信号(0-20mA，4-20 mA)： 与模拟电压接口相比，具有模拟电流接口的典型工业位移传感器可以连接更长的电缆长度。再次概括一下，模拟电流信号可以接受最长150米的电缆长度。

　　以上两项建议均假定使用正确端接的屏蔽电缆。还假定电缆不在高能交流电源附近布线，即使是屏蔽电缆也几乎无法提供保护。

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　　如果需要更长的电缆长度，或者如果应用在电气上“干扰"，那么选择是考虑具有数字接口的传感器。幸运的是，有越来越多的线性位移传感器使用高度抗干扰的数字接口。

　　SICK传感器最近出现了一个有关模拟量输出位移传感器的最大推荐电缆长度的问题。即使数字接口越来越流行，带有模拟接口(0-10V，4-20 mA等)的传感器仍然代表了工业应用中绝大多数的线性位移传感器。

　　关于模拟量传感器的最大电缆长度的问题经常出现。一般来说，问题在于，即使是良好的导体，也对电流(信号)具有一定的阻力。如果导体(电缆)的电阻足够高，则传感器的信号可能会降级到精度受到影响的点，甚至降至无法使用的点。不幸的是，没有一个准确且具体的答案。诸如线径，是否屏蔽电缆，电缆在何处以及如何布设，附近还有其他类型的设备以及其他因素等变量都需要考虑。关于所有这些变量的讨论都可以写成一本书，但是我们可以提出一些一般性建议：

　　1．SICK传感器中，应变式力传感器应用最为广泛。它能应用于从极小到很大的动、静态力的测量，且测量精度高，其使用量约占力传感器总量的90％左右。

　　应变式力传感器的工作原理与应变式压力传感器基本相同，它也是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成。应变式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变，再利用电阻应变效应测出应变，从而间接地测出力的大小。弹性元件的结构形式有柱形、筒形、环形、梁形、轮辐形、s形等。

　　应变片的布置和接桥方式，对于提高传感器的灵敏度和消除有害因素的影响有很大关系。根据电桥的加减特性和弹性元件的受力性质，在贴片位置许可的情况下，可贴4或8片应变片，其位置应是弹性元件应变最大的地方。

　　SICK传感器通常都做成圆柱形和方柱形，用于测量较大的力。最大量程可达10MN。在载荷较小时（1～100kN），为便于粘贴应变片和减小由于载荷偏心或侧向分力引起的弯曲影响，同时为了提高灵敏度，多采用空心柱体。四个应变片粘贴的位置和方向应保证其中两片感受纵向应变，另外两片感受横向应变（因为纵向应变与横向应变是互为反向变化的）。

　　在实际测量中，被测力不可能正好沿着柱体的轴线作用，而总是与轴线成一微小的角度或微小的偏心，这就使得弹性柱体除了受纵向力作用外，还受到横向力和弯矩的作用，从而影响测量精度。

　　简单的SICK传感器元件是根据正应力与载荷成正比的关系来测量的，它们存在着一些不易克服的缺点。为了进一步提高力传感器性能和测量精度，要求力传感器有抗偏心、抗侧向力和抗过载能力。20世纪70年代开始已成功地研制出切应力传感器。图2是较常用的轮辐式切应力传感器的结构简图。

　　轮辐式力传感器由轮圈、轮轱、辐条和应变片组成。辐条成对且对称地连接轮圈和轮轱，当外力作用在轮轱上端面和轮轱下端面时，矩形辐条就产生平行四边形变形，如图2（b）所示，形成与外力成正比的切应变。此切应变能引起与中性轴成450方向的相互垂直的两个正负正应力，即由切应力引起的拉应力和压应力，通过测量拉应力或压应力值就可知切应力值的大小。因此，在轮辐式传感器中，把应变片贴到与切应力成450的位置上，使它感受的仍是拉伸和压缩应变，但该应变不是由弯距产生的，而主要是由剪切力产生的，此即这类传感器的基本工作原理。这类传感器的优点是抗过载能力强，能承受几倍于额定量程的过载。此外，其抗偏心、抗侧向力的能力也较强，精度在0.1％之内。