BALLUFF传感器，德国巴鲁夫位移传感器，BALLUFF位移传感器，巴鲁夫传感器

BALLUFF传感器，德国巴鲁夫位移传感器，BALLUFF位移传感器，巴鲁夫传感器/39529839/39529830：单荣兵
BALLUFF位移传感器在使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。 电感式位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功 耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。位移传感器主要应用在自动化装备线对模拟 量的智能控制。 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zui高的可达到纳米）、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、检测仪表等中得到日益广泛的应 用。 原理 计量光栅是利用光栅的莫尔条纹现象来测量位移的。“莫尔”原出于法文 Moire，意思 是水波纹。几百年前法国丝绸工人发现，当两层薄丝绸叠在起时，将产生水波纹状花样； 如果薄绸子相对运动，则花样也跟着移动，这种奇怪的花纹就是莫尔条纹。般来说，只 要是有定周期的曲线簇重叠起来，便会产生莫尔条纹。计量光栅在实际应用上有透射光 栅和反射光栅两种；按其作用原理又可分为辐射光栅和相位光栅；按其用途可分为直线光 栅和圆光栅。下面以透射光栅为例加以讨论。 BALLUFF传感器，德国巴鲁夫位移传感器，BALLUFF位移传感器，巴鲁夫传感器/39529839/39529830：单荣兵
透射光栅尺上均匀地刻有平行的刻线即栅 线，a 为刻线宽，b 为两刻线之间缝宽，W=a+b 称为光栅栅距。目前国内常用的光栅每毫 米刻成 10、25、50、100、250 条等线条。光栅的横向莫尔条纹测位移，需要两块光栅。 块光栅称为主光栅，它的大小与测量范围相致；另块是很小的块，称为指示光栅。 为了测量位移，必须在主光栅侧加光源，在指示光栅侧加光电接收元件。当主光栅和指示 光栅相对移动时， 由于光栅的遮光作用而使莫尔条纹移动， 固定在指示光栅侧的光电元件， 将光强变化转换成电信号。 由于光源的大小有限及光栅的衍射作用， 使得信号为脉动信号。 如图 1，此信号是直流信号和近视正弦的周期信号的叠加，周期信号是位移 x 的函数。 每当 x 变化个光栅栅距 W，信号就变化个周期，信号由 b 点变化到 b’点。由于 bb’= W，故 b’点的状态与 b 点状态*样，只是在相位上增加了 2π。 信号处理 1、辨向原理 在实际应用中，位移具有两个方向，即选定个方向后，位移有正负之 分，因此用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。 2、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个周期内，发出若 干个脉冲，以减少脉冲当量。如个周期内发出 n 个脉冲，则可使测量精度提高 n 备，而 BALLUFF传感器，德国巴鲁夫位移传感器，BALLUFF位移传感器，巴鲁夫传感器/39529839/39529830：单荣兵
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、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 9 0o 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。 集成电路 四倍频集成电路 QA740210 同时具有辨相和四倍频细分的功能， 可将两路正交的 方波进行四倍频后产生两路加、减计数信号，可送双时钟可逆计数器进行加、减计数，也 可直接送微型计算机（包括单片机）进行数据处理。 1、特点： ⑴、数字化微分电路：4 路微分信号脉宽由主频周期决定，因此，是致的，而且可 在很大范围里方便地选择。 ⑵、临界报警与过速报警两档速度提示：可在光栅运动速度接近极限值时给出临界报 警信息， 以便操作者及时控制光栅运动快慢。 在速度超过极限值时本电路将给出出错信息。 ⑶、零位控制：零位的设置将给操作者带来许多方便，如故障断电后的重新 定位等。本电路有“到零位开始计数”和“到零位停止计数”，以及“与零位无关” 三种工作模式。 ⑷、片选：本电路设有片选端，可以构成多标数显系统。 ⑸、COMS 工艺：输入输出的电压电流与 4000 系列 CMOS 及 LSTTL 电路兼容。 位移传感器的原理与应用 位移传感器的分类 1、根据运动方式分类: 直线位移传感器 1、根据运动方式分类: 直线位移传感器 原理： 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zui大限度降低对滑轨总阻值性的要 求，因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。 /39529839/39529830：单荣兵
LT 直线位移传感器： ⊙ 广泛应用于注塑、机床及机械加工等 ⊙ 无限分辨率 ⊙ 行程：50 900mm ⊙ 独立线性度：±0.05% ⊙ 位移速度达到：5m/s、10 m/s 可选 ⊙ 工作温度：-30 +100℃ ⊙ 多种电气连接方式 ⊙ 保护等：IP60（IP65 可选） 角度位移传感器 2、根据材质分类: 金属膜传感器、导电塑料传感器、光电式传感器、磁敏式传感器、金属玻璃铀传感器、 绕线传感器 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个 确定关系。图 1 中的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。 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。 主要特性参数 ： 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zui小位移数值.此参数越小越好.导电塑料位移传感器
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