LVDT线性位移传感器数据检测技术
LVDT线性位移传感器数据检测技术及测控电路课程设计
姓名：吕国强
学号：0905010306
班级：测控09-3班
学校：哈尔滨理工大学
第一章
一、设计目的
1、根据LVDT线性位移传感器的工作原理，设计差动变压器电感
式位移传感器（包括传感器参数设计和架构设计）。
2、学习集成芯片AD698工作原理以及与LVDT的连接的应用。
3、学习分析设计电路、Altium Designer绘制原理图及PCB图。
4、学习焊接电路板并完成电路板的调试。
5、了解传感器标定方法，并计算传感器的相关参数。
6、运用所学习的理论知识解决实际问题。
第二章
一、 原始数据及技术要求
1、 最大输入位移为1cm ；
2、 灵敏度不小于1v/mm ；
3、 非线性误差不大于10%；
4、 电源为直流30v; 二、 传感器原理设计
2-1．差动变压器的工作原理 因为差动输出电动势为)()(1211M f M I j M M I j E S
?=?=-=?
?
ωω
所以差动变压器输出电动势为两副边线圈互感之差M ?的函数。 2-2．螺管型差动变压器的结构设计
螺管型差动变压器结构复杂，常用二段式、三段式、一节式的灵敏度高，但三节式的零点较好，如图一所示为三种形式的示意图。
二节式
一节式
三节式
图一 差动变压器的结构形式
2-3．螺管型差动变压器的参数计算 1. 激磁绕组长度的确定
通常是在给定非线性误差γ及最大动态范围max l ?的条件下来确定值b ，即
?
????
???=?=?-=max
2
22
2
21l l b k l k r
联立以上各式解得
γ
2max
l b ?=
取max l ?=1cm ，则缘边线圈长度b=2.24 cm, 2k =997 2. 衔铁的长度c l 的确定
由结构图二的几何尺寸关系可知，铁芯的长度为
212l b d l l c +++=
式中1l 、2l --衔铁在两个副边绕组m 中的长度；
d --初次线圈间骨架厚度； b --原边线圈的长度； m
--两副边绕组长度；
初始状态时有02
1l l l ==，则衔铁的长度由图二的几何尺寸有
b
d l l b d l l c ++=+++=)(22000 设计时，一般取b l =0
，故有d b l c 23+=，通常取b
d
<<，则
b
l c 3=
由一中式求得为b=2.24cm ，求得为c l =6.72cm 。 3. 副边线圈长度的确定 设：
①衔铁插入到两个副边绕组的长度分别为1l 、2l ，且在初始状态时：
21l l l ==；
②最大动态范围max l ?为已知给定值。则δ
+?+=max 0l l m 应该成立，才
能保证衔铁工作时不会超出线圈以外。一般取b l =0
，则
δ
+?+=max l b m
式中，
δ--保证在最大动态范围max l ?时衔铁仍不会超出线圈之外的保险余量。一般取mm
mm 10~2=δ，在b 值较小时，
δ值可取大一些。此处取为10m m
δ
=，
求得m=3.34 cm 。 4. 经验数据
一般衔铁长度c l 与衔铁半径c r 之比可取为
20
=c c r l
骨架外径R 与内径r 之比可取为
8~2=r R
在设计骨架内径r 与衔铁半径c r 应尽量取得相近，即c r r ≈，这样可简化计算工作量。
由为c l =6.72，求得为c r =0.336cm ，R 为0.672cm （取/2R r
=）。
图二 螺管差动变压器式磁场分布图
三段式螺管差动变压器式结构
磁通分布
)
(b )
(a
5. 原边与副边绕组匝数的确定
由6中式可知：当安匝数1IN 增加时，可使灵敏度M S 增加，但1IN 的增加将受到线圈导线允许电流密度、导线散热面积以及磁饱和等因素的限制。下面利用这三个条件来确定1N 和2N 。 1）按允许的电流密度计算安匝数
由电流密度的定义和窗口面积容纳线圈的约束条件，有以下各式成立：
???
?
??
?
≤=N Qk q q I j c g
联立上述两式解得
N
Qk j q j I c g
g =≤
故得
c
g Qk
j IN ≤
式中，g
j --电流密度，取3×106A/ m 2
q
--导线截面积； Q
--骨架窗口截面积；
c k --填充系数，（c k =0.3~0.7
，取0.5）；
Q=(R- c r )×b =0.75264 cm 2
求得IN=1.12896X102 A ≈113A ；
由式可见，Q 增大，IN 数增加，但受几何尺寸限制。 2）按线圈发热计算IN 值
因为线圈有铜损耗电阻，所以要消耗一定的功率而转换为热量，
为了保证线圈不被烧坏，必须满足以下条件。
设：n S 为每瓦功率所需要的散热面积，0S 为线圈外表散热面积，则应满足
???
?
?
?
???
=
?==?≥N k A q N q l R S R I S P S c c cp c
c n c n ρ20
联立上述各式，解得
n
cp c c c S l S k A N
I ??≤
ρ0
2
2
式中c ρ--导线电阻率，取铜导线在室温下的电阻率，为
2
0.0178/m m m Ω?
cp
l --每匝平均长度，求得为3.167cm
取c K =0.5，
0S =9.458 cm
2
，n S =10×10-4 m 2/w ；
c
A =0.75264 cm 2.
求得IN 2≤1.99957×105 A 2 代入求得IN ≤447 A
由式可知：要使IN 增加，则必使Q 和0S 增大，同时使cp
l 减小，
所以决定了传感器为细长形状的结构。 3）按磁饱和计算安匝数
因为磁路中由激磁电流确定的磁通量为
M
R IN A B =
?=Φ
所以得
M
R A B IN ??=
为使工作在磁化曲线的线性段，需要满足一下条件： M
c R A B IN ??≤
式中
c
B --基本磁化曲线饱和点的磁感应强度；材料为坡莫合
金，取B c =0.5T ；
A
--导磁体截面积；计算得4.52cm 2； M
R --材料磁阻，计算为36.39810/H ?;
求得IN 为1.445×103A;
综合三者，取最小值为IN =113A ，
工程设计时，常利用式式和式三个公式，采用试探法来确定值，其步骤如下：
○1先由式计算出一个IN 值
○2将计算出的IN 值代入式和式中进行验算，经过反复修正后得到满意的IN 值。 ○3再由ε
c K Q N
=，算出N 值，从而得到的I 值（计
I N NI I
==）。
4）确定导线的直径d
选用QZ 型高强度漆包线，取线径d=0.24mm ； Q=(R- c r )×b =0.75264 cm 2 导线截面积ε
=0.00045 cm
2
N=837，I=0.135 A ； 5）差动变压器变压比的确定
若使次级绕组2N 增加，将会造成零漂移且电阻增加造成铜损增大，并易受到干扰。
因此，一般设计时，当初级线圈的匝数为500
1=N 匝~1500匝时，常
取3~1/12=N N 。
1N =837，取1/12=N N ，求的2N =873
6. 灵敏度的确定
灵敏度为
r
R bIn
m b N IN f S M ?=
382
21μπ
取激励电压频率f=500HZ ，坡莫合金1j50 u=4pi ×10-7 H/m 。
则
M S =481v/m=0.481v/mm;
7. 初级线圈电阻、电感的确定
N
q l R cp c
p ?=ρ
c
ρ=
2
0.0178/mm m Ω?，q
=0.00045 cm 2 ,cp
l
=3.167cm;N=837
p R =10.5Ω
L=
l
A N 2
μ
L=0.4646mH; 8. 激磁电压频率的选定
电源电压的频率会影响到灵敏度铁损和耦合电容以及线圈阻抗的损耗等。其结果都将影响输出电压的大小，所以对电源频率的选择也是一个非常重要的参数，由于上述原因，电源频率需要根据
频率特性来选取。 在忽略传感器的涡流损失，铁损失和耦合电容等影响，其等效电路如图三所示。
L 1
1
图二 差动变压器式传感器等效电路
设：○
1p E ?、?
I --初级线圈激磁电压及电流； ○
21L 、p
R --初级线圈电感及电阻 ○
31M 、2M --初级与次级线圈间互感 ○
41s L 、2s L 、1s R 、2s R --次级线圈的电感与电阻值 ○
5?
0E --两个次级差动电势 由等效电路有以下各式成立：
???????
????-=-=-=+=?
??
???
?
?
?
210
21111s s s s p p
E
E E I M j E I M j E L j R E I ωωω
联立以上各式 解得：
1
210)(L j R E M M j E p p
ωω+--=
?
?
令21M M M
-=?，则上式变为
M
L j R E j E p p ?+-=?
?
1
0ωω
由此式可知
○
1常数
=??
=?=M f M f E )
()(10ωω，即ω增加，?
0E 也增加
○
2当p
R L >>1
ω时，则1
L M E
E p
?=?
?
，此时0?
E 输出与频率无关
○3当ω超出某一值（取决于衔铁材料），则集肤效应增加，使铁损等增大，?
0E 输出减小而使灵敏度1L E M E S
p ?
?=?=减小。
○
4灵敏度与f πω2=间特性曲线如图四所示，其灵敏度为 2
12
0)
(2L R E f
M
E S p p M ωπ+=?=
f
图三激磁电压频率与灵敏度关系曲线
由图四知
○
1电源频率应选在曲线中间平坦区域，保证频率无变化时电压保持不变。
○
2根据铁芯使用的磁性材料来确定最高频率，以保证灵敏度不会变，这样既可以放宽对频率稳定性的要求，又可以在一定能够电压下减小磁通或安匝数。从而减小传感器的尺寸。 由
2
12
0)
(2L R E f
M
E S p p M ωπ+=?=
p
E =2v
2-4．差动变压器的误差 1. 非线性误差
差动螺线管式的输出电压为
)1(2
212l k l k U ?-?=
若略去二次项，则得
l k U ?=1'
2
则非线性误差为
%
100%100|
|%100|
)1(|%100|
|2
max 2max
1max
321max
112
21'2
'
22??=???-=
???-?-?=
?-=
l k l k l
l k l k l k l k l k U
U U γ
2k =997, max l ?=0.01m ，求得 γ=9.97%，符合要求。 2. 电源幅值和频率稳定度造成的误差 由式有
)(1
0M f M L j R E j E p p
?=?+-=?
?
ωω
式中?
p E --电源电压，t
E E m p
ωsin =?
。
f
πω2=所以)
,,(0
M f E f E m ?=，当有m E ?、f ?时，输出电压
)
,,(0M f E f E m ???=，所以电源电压幅值的变化m E ?和频率的变化
f
?将对0E 有影响。因此，设计时，要采取稳压，稳频措施。
差动变压器可采用的频率
MHz
Hz f 1~50=，最常用的频率
kHz
Hz f 10~400=。且电源频率信f f 10≥，才能正常工作。在电源
频率较低时选用恒流源做激励电源，可消温度误差等影响。
3. 温度误差
1. 温度变化将使传感器的结构尺寸参数变化，而引起灵敏度变化。 由式有
)
(),,,,,(])),(),(),(),(),(),(([),,,,,(38221121212
21t f r R m b N N f t r t R t m t b t N t N f r R m b N N f r
R bIn
m b N IN f S M ?+=??????=
=?=
μπ 式中：)(2t f ?就是由于温度变化t ?而造成的灵敏度误差，具体计算方法见电阻应变片温度误差分析方法。 2. 温度变化引起线圈电阻变化造成的输出电压误差。 一般铜导线电阻温度系数为C ?+%/4.0，当温度变化)(C t ??时，使初级线圈铜电阻变化1R ?，则由此引起输出电压变化的相对值为
t
R L R L R R E E ?+=
+?=
?1
11
1110
01004.01ωω
由式可知：
1. 在低频工作时，线圈的品质因数11
R L Q ω=，所以 ω
频率减小
将使Q 值减小，误差增大，为使Q 值不变必须使1L 增加而且1R 减小，才能使误差保持不变。
2. 可采用补偿电路和恒流源电源等方法减小温度误差，如图所示。
()b
)
(a
图五温度补偿电路
图所示为使用稳压源时，可在初级回路中串联一个高阻值
的降压电阻
T
R，使激励电流近似不变或用热敏电阻T R进
行温度补偿，这是由于激励回路中
i
T
R
R//，则，
T
i
i
i
T
i
T
R
R
R
R
R
R
R
R
+
=
+
=
1
并
当取1
/<<
T
i
R
R时，有i R
R≈
并
，而T
T
T
e
R
R
1
-
=，所以增大则T R
减小，但
i
R增大，若能满足，即，适当选择，两者可相互抵消，使，从而使回路电流保持不变，使温度误差得到补
偿。
差动变压器一般使用温度可达C?
80，特殊设计可也使用到C?
150。
4.电磁吸力误差
差动变压器的衔铁工作在磁场中，在各个不同的位置上都要受到电磁吸力，其大小为
dx
dL
I
F p
p
e
2
=
式中
e
F--作用域衔铁的轴向吸力
p
I--初级线圈激励电流
p L --初级线圈电感值
x --衔铁位移量
当衔铁运动时，若位移x 增加，则p
L 减小，而使dx
dL
p
为负值，
这就表明当衔铁离开零点位置，受到电磁力e F 是将其拉回零位的吸力。图所示为差动变压器衔铁受到的电磁力与其位移的关系曲线。由曲线可知：
电磁力e F 随位移x 增大而增加，他是一个变化力。
由可知：减小激励电流I 可使x 显著减小，但由式知灵敏度也要降低埋在不减小灵敏度的前提下，欲减小电磁力x ，只有适当降低输入电压而提高其频率来达到的x 减小。 5. 零位误差 1) 零位误差
指当输入为0时，其输出电压00
≠?
E ，
如图所示，即存在值0
?
U 。
e
F 图五电磁力特性曲线
图六 差动变压器理想输出特性曲线（曲线1）
与实际输出特性（曲线2）
由式有
M
L j R U j E ?+-=?
?
1
10ωω
可知，若00
≠?
E ，则必须021=-=?M M M ，但由于加工精度所
限，使传感器的几何尺寸及材料特性不对称，造成21M M ≠，
从而使0≠?M ，即有0
?
U
存在。
2) 减小零位电压0?
U 的方法
1. 提高加工精度等级要求：尽可能保证传感器几何尺寸，线圈电气参数和磁路的对称性，结构上可采用磁路调节机构-可调节端盖，来提高磁路的对称性，如图所示。
图七 带可调节端盖的差动变压器
采用电路补偿0?
U 值：补偿零位电压0?
U 的电路如图所示。
)
(a 图八
各种补偿零位电压的电路
)
(b
)
(d
第三章
一、硬件电路部分设计
1、HLDT 电路：由芯片AD698，差动传感器组成。完成了测量位移变化与输出电压的关系。其功能框图如下：
2、外围电路图设计如下：4
甚低频滤波电路
放大电路
3、外围电路相关参数的确定：
1）依据激励信号VEXC，R1选取100k电位器； 2）依据激励信号频率的选择C1=0.07uf；
3）依据带宽选取C2=C3=C4=0.1uf；
4）依据灵敏度要求S=1v/mm则vout=10v，R2=vout/（s*d*500uA）=4.158KΩ
第四章
测量电路的调试
第五章实验总结
位移传感器的更换及如何标定----1780张伟
位移传感器的更换及如何标定 更换步骤： 1.在确认位移传感器损坏的情况下，通知调度室摘牌作业，通知相关设备人员 关闭截门，进行缷压. 2.确认缷压后，缷下位移传感器。 3.在允许停电的情况下，断开24电源，摘除接线，并记清线的颜色，以免接新 线时出现错误，烧毁位移传感器。如果条件不允许停电，则要先摘除电源线，再摘除信号线。（最好摘线时，留一段磁尺线，以为接线根据颜色可以判断，节省时间，提高正确率） 4.确认缸体已装磁环，换上新的位移传感器，进行接线，先接正负时钟，正负 数据线，然后接电源线。接线完毕需重新确认接线正确性，确认后通知调度室，送电测试。 通常轧线所用位移传感器为六线制： BN 棕色+24V WH 白色0V GY 灰色- data PK 粉色+data YE 黄色+clock GN 绿色- clock 标定过程： 1.如果更换新位移传感器则需要找到相应的程序块进行重新标定，此程序块在 硬件输入里。
2.标定需要在线修改以下参数NFP , OFF 3.NFP参数为位移传感器的精度，在位移传感器说明书上即可读出 说明书上C所代表的数值即是位移传感器的精度。 例如：说明书上C所在位置注明为1，则需要将NFP值修改为5.0e-3，此值对应输出端YP应用单位为毫米，如果输出端YP用到的单位为米（具体单位要根据输出端YP连接到程序中的应用判断），则需要将5.0e-3改为5.0e-6 4.OFF值的修改需要根据量程范围确定 首先要判断位移传感器的零位，有的液压缸打到最大为0，有的液压缸打到最小为0.可以先把液压缸打到最大或最小时标定零位，然后打到相反的极限位置检查YP端显示值如果近似与量程极限，则标定完成，如果显示值为负数，则零位选择不正确，需重新判断最大还是最小时为零位。 零位的标定方法： 将液压缸打开到最大或最小，修改OFF值置0，将模块的输出YP端显示值复制到OFF中，这时YP端将显示近似为0。 例如量程为0—500mm的位移传感器，将液压缸打到最小时标定零位，然后将液压缸打到最大，YP端显示值为正数近似500，则说明标定正确完成；如果YP端显示值为负数，则需重新将液压缸打到最大时标定零位，然后将液压缸打到最小检测YP端显示值如果为正数近似500，则标定 注释： 精轧串辊缸位移传感器零位在中间位置，由设备插定位销确定，然后标定零位。
位移传感器的主要分类
位移传感器的主要分类 根据运动方式 直线位移传感器： 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。 为了达到这一效果，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最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求，因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。 角度位移传感器： 角度位移传感器应用于障碍处理：使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单：如果马达角度传感器构造运转，而齿轮不转，说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单，而且非常有效；唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑（或者说打滑次数太多），否则你将无法检测到障碍物。一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题，这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它：在驱动轮旋转的过程中，如果惰轮停止了，说明你碰到障碍物了。 根据材质 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一个确定关系。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一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，并使其在一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
位移传感器(中英对照)
位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，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。 简介 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生产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（目前分辨率最高的可达到纳米级）、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、检测仪表等行业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，当两层薄丝绸叠在一起时，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。一般来说，只要是有一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。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。一块光栅称为主光栅，它的大小与测量范围相一致；另一块是很小的一块，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。 信号处理 辨向原理 在实际应用中，位移具有两个方向，即选定一个方向后，位移有正负之
位移传感器原理与分类
位移传感器原理与分类 传感器之家中将位移传感器分为线位移跟物位移两类，这是按照位移的特征分的。位移传感器就是测量空间中距离的大小，线位移就是在一条线上移动的长度，角位移就是转动的角度。下面就线位移做下介绍，线位移按原理分主要有电阻式、电容式、电感式、变压器式、电涡流式、激光式等等。前面三种主要用来测量小位移，中位移一般则用变压器式，大的位移则用电位器式的比较多，对于精密的场合，则需要选择激光式。 电容式位移传感器是把位移的变化换作电容的变化进行制作的。对于振动频率很高的环境条件下，最适合选用这种类型的传感器。它具有灵敏度高、能实现非接触量的测量，而且可以在恶劣场合下工作。它也有一些缺点，比如对连接线缆有很高的要求，它要有屏蔽性能；而且最好选用高频电源用来供电。现在做的最好的电容式位移传感器可以测量0.001微米的位移，误差非常小。 电感式位移传感器是将测量量换作互感的变化的传感器，它既可以测量角位移也可以测量线位移。目前常用到的电感式位移传感器有气隙式，面积式，螺管式三种。变气隙型中电感的变化与传感器中活动衔铁的位移相对应。变面积型是用铁芯与衔铁之间重合面积的变化来反映位移。螺管型是衔铁插入长度的变化导致电感变化的原理。
变压器式位移传感器是用途最广的一种位移传感器，线圈中感应电动势随着位移的变化而变化。这种传感器它的灵敏度都很高，有时都不用放大器。缺点在于质量一般比较大，不应用于高频场合。 电涡流式位移传感器是基于电涡流效应，它的感应参数是阻抗的变化，尽量使阻抗是位移的函数，它还与被测物体的形状跟尺寸有关。该传感器的量程一般在0到80毫米。 电阻式位移传感器是通过测量变化的电阻值来计算位移的变化，它通常分为电位器式跟应变式。前面一种适合测量位移大、精度要求不高的场合；后面一种是利用电阻应变效应，它具有线性度跟分辨率都比较高，失真小的优点。
电涡流位移传感器的原理及其静态标定方法
电涡流位移传感器的原理及其静态标定方法电涡流是20世纪70年代以后发展较快的一种新型传感器，它广泛的应用在位移震动检测、金属材质鉴别，无损探伤等技术领域。 实验目的： 了解电涡流位移传感器的结构和工作原理。 了解电涡流位移传感器的静态标定方法。 实验原理 结构：变间隙式是最常用的一种电涡流传感器形式，它的结构很简单，由一个扁平线圈固定在框架上构成。线圈用高强度漆包铜线或银线绕成，用粘结剂粘在框架端部或是绕指在框架槽内。线圈框架应采用损耗小、电性能好、热膨胀系数小的材料，常用高频陶瓷、聚四氟乙烯等。由于激励频率较高，对所用的电缆和插头也要充分重视，一般使用专用的高频电缆和插头。 工作原理：在传感器线圈中通以高频电流，则在线圈中产生高频交变磁场。当到点被测金属板接近线圈，并置于线圈的磁场范围内，交变磁场在金属板的表面层内产生感应电流，即电涡流。电涡流又产生一个反向的磁场，减弱了线圈的原磁场，从而导致线圈的电感量、阻抗和品质因素发生变化，这些参数的变化与导体的几何形状、电导率、线圈的几何参数、电流的频率以及线圈与被测导体间的距离有关。如果控制上述参数的变化，在其他条件不变的情况下，仅是线圈与金属板之间距离的单值函数，从而达到测量位移间隙的目的。 测量电路 当传感器接近被测导体时，损耗功率增大，回路失谐，输出电压相应变小。这样，在一定范围内，输出电压幅值与间隙呈近似线性关系。由于输出电压的频率始终恒定，因此称为定频幅式。这种电路采用适应晶体振荡器，旨在获得高稳定度频率的高频激励信号，以保证
稳定的输出。 实验仪器与材料 电涡流位移传感器静态标定系统 Hz-8500探头前置器 8511型电涡流探头 电涡流传感器测量装置 高精度数字万用表。 实验内容： 实验一：被测金属板采用铝质板，测量U-x 关系曲线。 实验二：被测金属板仍采用铝质板，但直径较小，测量U-x 关系曲线。 实验三：被测金属板采用铁板，测量U-x 关系曲线。 5、实验数据： 实验一数据： 6、实验要求： 1、画出（实验一）中的U-x 关系曲线，确定传感器的线性工作范围计算传感器的灵敏度。答：线性工作范围：由画出的U-X关系曲线可以看出其线性工作范围在0~13 灵敏度：(15.4-1.78)/13=1.048
位移传感器原理及应用课程设计[1]
题目：位移传感器的设计设计人员： 学号： 班级： 指导老师：许晓平、高宏才、陈焰日期：
位移传感器—光栅的原理和应用 一、概述 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（目前分辨率最高的可达到纳米级）、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、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用（1）。 二、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，当两层薄丝绸叠在一起时，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。一般来说，只要是有一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幅射光栅和相位光栅；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。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。一块光栅称为主光栅，它的大小与测量范围相一致；另一块是很小的一块，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，此信号是一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变化一个光栅栅距W，信号就变化一个周期，信号由b点变化到b’点。由于bb’=W，故b’点的状态与b点状态完全一样，只是在相位上增加了2π（2）。由图1可得光电信号为 u0=U平均+Umsin(π/2+2πX/W) 式中u0—光电元件输出的电压信号；
电涡流位移传感器的原理
电涡流位移传感器的工作原理： 电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。 在高速旋转机械和往复式运动机 械状态分析，振动研究、分析测 量中，对非接触的高精度振动、 位移信号，能连续准确地采集到 转子振动状态的多种参数。如轴 的径向振动、振幅以及轴向位置。 电涡流传感器以其长期工作可靠 性好、测量围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈， 在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定围不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而
KTF滑块式直线位移传感器(电子尺)说明书
防护等级 :IP57; 最大工作速度: ≤ 10m/s; 使用寿命: 50X10 6次 电气接线方式： 机械安装： 一、电子尺的安装宜将余量均匀留在两端，未确定极限位置之前不要锁紧固定支架螺丝，待调整行程后才能锁紧电子尺固定支架螺丝。 二、拉杆式电子尺的拉球万向头允许半径1mm 的对中性偏差，当然规格越短，建议对中偏差越小。 三、固定电子尺后，将拉杆（LS,LM 系列均适用）缩回时，万向球头的圆柱本体应能在四个径向方位有空隙。。否则，调整万向头安装位或调整靠近伸出端的安装支架位。 四、在拉杆拉出时如有很大的不对中，应调整靠近插头那端的安装支架。这可作为一种辅助复查方式。 五、拉球万向头安装杆与拉杆允许角度±12o的倾斜。但如果安装时对中偏差和倾斜偏差同时都很大将会影响电子尺的稳定性和使用寿命。应予以进一步调整。 六、滑块电子尺可以减少调整对中性的工作量，但辅助加长杆不能取消，否则，会出现由于对中性不好而导致稳定性和使用寿命，甚至当即致使电子尺失效。 七、一切调整好后，紧固安装螺丝，力度应使接地电阻小于1Ω为宜。用万用表200Ω档位测量电子尺封盖螺丝与安装支架之间的电阻。 八、使用四线制或带有屏蔽线的配线，电子尺那端接地端应连接，同时将第四端或屏蔽线在电控箱端可靠接地。（参考资料：https://www.360docs.net/doc/0117671917.html, 版权归深圳市米朗科技有限公司所有） Items 型号 KTF 线性精度(±%FS) ≤0.1% 电阻 ±10% 10.0 重复性精度 0.01mm 解析度 本质无穷 温度系数 ≤1.5ppm/℃ 工作电压 ( For 5K Ω～20K Ω): ≤24V 环境温度 -30～+125℃ 负载特性 ≥1K Ω 输出类型（电压） 0-给定输入工作电压（随位移变化而变化） 尺寸 B (mm) 有效行程 尺寸 A (mm) 有效行程+80 KTF 直线位移传感器使用说明书 标准技术参数：
直线位移传感器
Sense it! Connect it! Bus it! Solve it!
2 公 司 简 介 TURCK·图尔克 TURCK （图尔克）是全球著名的自动化品牌，旗下囊括近15000种丰富多样的传感器产品、工业现场总线产品、过程自动化产品和各类接口及接插件产品，为工厂自动化及过程自动化提供了高效率和系统化的全方位解决方案。目前，总部位于德国的图尔克集团已在世界27个国家建立分公司、拥有超过3000名雇员，并通过代理与另外60个国家建立商业往来，年营业额近4亿欧元。 TURCK （图尔克）作为工业自动化领军企业已有40多年的历史。凭借世界一流的设计、生产技术、全系列的产品线、优异的质量和遍布全球的销售服务网络，TURCK 不仅能为用户提供及时专业的技术支持与定制产品，还能确保直接在现场为世界各地的客户提供优质的系统化解决方案。 秉承“信任、专业、忠诚、成功”的企业理念，TURCK （图尔克）总是力求为不同用户提供最切合需要的优质产品与服务，通过为客户增值而致力于客户的成功发展。TURCK （图尔克）产品已广泛应用于世界各国的不同行业，包括汽车制造、电力、食品饮料、石油化工、冶金、烟草、航空航天、机械、纺织、造纸、印刷、包装、轨道交通、物流、水泥建材、造船、电线及电缆制造、采矿、市政等行业，成为深受用户信赖的首选品牌。 图尔克·中国 1994年图尔克集团正式在中国投资设立分公司，以便最大化地满足中国市场的需求，并为本地客户提供零距离的定制化服务。同年9月8日，图尔克（天津）传感器有限公司作为德国图尔克集团的全资子公司，在天津经济技术开发区注册成立。 历经17年的稳健发展，集生产、销售、系统集成、工程服务为一体的图尔克中国公司，已逐步发展成为图尔克集团在亚太地区的生产及销售中心。目前，图尔克中国公司包括从事销售及市场营销的图尔克（天津）传感器有限公司、从事产品设计生产的图尔克（天津）科技有限公司、以及从事自控系统集成的图尔克（天津）自动化系统有限公司三家下属公司。 目前，图尔克中国公司年销售额逾4.6亿人民币、员工500余人，并分别在北京、上海、广州、武汉、沈阳、无锡、成都、西安等23个城市设立办事处，已成功为10000多家中国客户提供专业的产品和服务，客户遍布全国各行业。 图尔克是值得您信赖的“自动化元器件全系列供应商”和“全方位解决方案提供商”！
2021年LVDT式位移传感器的原理之令狐采学创编
LVDT式位移传感器的原理 欧阳光明（2021.03.07） Linearity Variable Differential Transducers 简称 LVDT，中文译名为差动变压器式位移传感器，在世界范围内盛销数十年而不衰，足以看出它的各项性能在当前工业过程检测与试验领域中的适应性。随着系统对检测元件提出越来越高的要求同时，它的技术性能在不断的完善与发展，应用领域也在不断地更新与扩大。 差动变压器(LVDT)的原理比较简单。它就是在一个线圈骨架(1)上均匀绕制一个一次线圈(2)作励磁。再在两侧绕制两个二次线圈(3与4)，与线圈同轴放置一个铁芯(5)，通过测杆(6)与可移动的物体连接。线圈外侧还有一个磁罩(7)作屏蔽，如图1－1示。 在未引入铁芯以前，一次线圈通入交流电流后产生一个左右对称的沿轴向分布的交变磁场。交变磁场在两个对称放置的二次线圈上产生的感应电动势当然相等，引入铁芯后，铁芯在一次交变磁场的激励下，产生沿铁芯中心轴（当然也是线圈的中心轴）分布并与铁芯对称的交变磁场。这样，线圈中心轴上的磁感应强度就成为铁芯位置的轴向分布函数，于是两个二次线圈的感应电动势Es1与Es2也成了铁芯位置的函数。如果设计得当，两者可成为线性函数关系。将两个二次线圈差接后，即可获得与铁芯位移成线性关系的二次输出:Es=Es1Es2。这就是LVDT的简单工作原理（如图12示）。 LVDT式位移传感器的原理二 差动变压器式位移传感器（LVDT）为电磁感应原理，其结构示意见图一。
（图一：LVDT工作原理图） 采用环氧树脂，不锈钢等材料作为线圈骨架，用不同线径的漆包线在骨架上绕制线圈。与传统的电力变压器不同。LVDT是一种开磁路弱磁耦合的测量元件。在骨架上绕制一组初级线圈，两组次级线圈，其工作方式依赖于在线圈骨架内磁芯的移动，当初级线圈供给一定频率的交变电压（激励电压）时，铁芯在线圈内移动就改变了空间磁场分布从而改变了初，次级线圈之间的互感量，次级线圈就产生感应电动势，随着铁芯位置的不同，互感量也不同， 刺激产生的感应电动势也不同，这样就将铁芯的位移量（实际的铁芯是通过测杆与被测物保持相接触，也就是被测物体的位移量）变成电压信号输出，由于两个次级线圈电压极性相反，所以传感器的输出是两个次级线圈电压之差，其电压差值与位移量成线性关系 （图二LVDT电原理图） 当铁芯处在线圈正中间位置时两次级线圈感应电压相等但相位相反，其电压差值为零，当铁芯往右移动时，右边的次级线圈感应的电压大于左边。两线圈输出的电压差值大小随铁芯位移而成线性变化（第一象限的实线段部分），这是LVDT 有效的测量范围（一半）。当铁芯继续往右移动时两级线圈输出电压的差值不与铁芯位移成线性关系，此为缓冲，非测量区（虚线段）。反之，当铁芯自线圈中间位置向左边移动亦然。零点两边的实线段一般是对称的测量范围，只不过两者都是交流信号而相位差180″。
位移传感器的工作原理都有哪些
电位器式位移传感器，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一个确定关系。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。 下面笔者来跟大家讲一下位移传感器的工作原理都有哪些 由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，位移传感器因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响，IP防护等级在IP67以上。此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。 磁致伸缩位移传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作
用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。 磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器。它采用非接触的测量方式，由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触，不至于被摩擦、磨损，因而其使用寿命长、环境适应能力强，可靠性高，安全性好，便于系统自动化工作，即使在恶劣的工业环境下，也能正常工作。此外，它还能承受高温、高压和强振动，现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。 杭州奥仕通自动化系统有限公司成立于2011年，是一家专业提供塑料机械行业自动化系统解决方案的高科技技术企业。公司为意大利杰佛伦（GEFRAN）和法国赛德（CELDUC）在中国大陆地区的核心代理商，主要产品有塑料机械控制器（PLC）、伺服驱动器、位移传感器、压力传感器、注射力和合模力传感器、高温熔体压力传感器、固态继电器（SSR）、温控表等。
测量数据处理与计量专业实务
一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量误差的处理1 各种估计方法的比较 贝塞尔公式法是一种基本的方法，但n很小时其估计的不确定度较大，例如n=9时，由这种方法获得的标准偏差估计值的标准不确定度为25%，而n=3时标准偏差估计值的标准不确定度达50%，因此它适合于测量次数较多的情况： 极差法使用起来比较简便，但当数据的概率分布偏离正态分布较大时，应当以贝塞尔公式法的结果为准。在测量次数较少时常采用极差法： 较差法更适用于频率稳定度测量或天文观测等领域。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:异常值的判别和剔除什么是异常值 异常值(abnormal value)又称离群值(outlier)，指在对一个被测量的重复观测中所获的若干观测结果中，出现了与其他值偏离较远且不符合统计规律的个别值，它们可能属于来自不同的总体，或属于意外的、偶然的测量错误。也称为存在着“粗大误差”。例如：震动、冲击、电源变化、电磁干扰等意外的条件变化、人为的读数或记录错误，仪器内部的偶发故障等，可能是造成异常值的原因。 如果一系列测量值中混有异常值，必然会歪曲测量的结果。这时若能将该值剔除不用，就使结果更符合客观情况。在有些情况下，一组正确测得值的分散性，本来是客观地反映了实际测量的随机波动特性，但若人为地丢掉了一些偏离较远但不属于异常值的数据，由此得到的所谓分散性很小，实际上是虚假的。因为以后在相同条件下再次测量时原有正常的分散性还会显现出来，所以必须正确地判别和剔除异常值。 在测量过程中，记错、读错、仪器突然跳动、突然震动等异常情况引起的已知原因的异常值，应该随时发现，随时剔除，这就是物理判别法。有时，仅仅是怀疑某个值，对于不能确定哪个是异常值时，可采用统计判别法进行判别。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量误差的处理2 算术平均值的应用 由于算术平均值是数学期望的最佳估计值，所以通常用算术平均值作为测量结果。当用算术平均值作为被测量的估计值时，算术平均值的实验标准偏差就是测量结果的A类标准不确定度。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:最大允许误差的表示形式1 计量器具又称测量仪器。(测量仪器的)最大允许误差(maIilnn permLsibl eerrors)是由给定测量仪器的规程或规范所允许的示值误差的极限值。它是生产厂规定的测量仪器的技术指标，又称允许误差极限或允许误差限。最大允许误差有上限和下限，通常为对称限，表示时要加±号。 最大允许误差可以用绝对误差、相对误差、引用误差或它们的组合形式表示。 1.用绝对误差表示的最大允许误差 例如，标称值为1Ω的标准电阻，说明书指出其最大允许误差为±0.01Ω。即示值误差的上限为+0.01Ω，示值误差的下限为-0.01Ω，表明该电阻器的阻值允许在0.99Ω～1.01Ω范围内。一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量复现性的评定测量复现性是指在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。改变了的测量条件可以是：测量原理、测量方法、观测者、测量仪器、计量标准、测量地点、环境及使用条件、测量时间。改变的可以是这些条件中的一个或多个。因此，给出复现性时，应明确说明所改变条件的详细情况。 例如在实验室内为了考察计量人员的实际操作能力.实验室主任请每一位计量人员在同样的条件下对同一件被测件进行测量，将测量结果按式(3-13)计算测量结果的复现性。此时
直线位移传感器标定方法
模拟量阀门直线位移传感器标定方法 加压过滤机电控液动阀门分为两种,为开关量阀门和模拟量阀门.开关量阀门上装有接近开关,其作用是保证阀门开关到位时电机自动断电和开关信号的反馈;模拟量阀门(4个滤液阀)上不但装有能保证电机自动断电的接近开关,还另外装有直线位移传感器,其作用是能够反馈阀门的实际开度从而可以对阀门开度进行检测和控制,这里以行程为250的直线位移传感器为例,对直线位移传感器的标定方法做介绍. 一仪表的组成: 直线位移传感器为四线制仪表,由2部分组成,分别为安装在阀门体上的探杆和安装在阀门控制箱上的二次仪表. 二仪表的标定: 在安装好探杆之后,其标定工作主要是调整阀门控制箱上的二次仪表,二次仪表表盘如下图:
二次仪表背面端子图如下: 标定以及安装方法: 1. 按端子图,接线时将探杆(发讯头)的三根线按照高低总的顺序依次接入,将“相”“中”两个端子接入AC220V电源;将“1+”“2-”两个端子与PLC柜连接. 2. 标定前把接入PLC柜的两根线拆下,将电流表两个表笔接入两个端子,将电流表拨至mA档. 3. 把阀门控制箱里面的小型断路器合上,可以看到阀门控制箱电源指示灯亮,再将表盘上的电源按钮按下,看到数字显示表上有读数则标定准备工作完毕. 4. 将阀门就地箱转换开关拨至“就地”档,手动执行关阀门动作,观察并确认阀门已经关到位,调整表盘上的“调零”按钮直到表盘上的开度显示为-10.电流表显示4mA以下.
5. 手动执行开阀门动作,观察并确认阀门已经开到位,调整表盘上的“调满”按钮直到表盘上的开度显示为260.电流表显示20mA以上。 6. 重复步骤5,步骤4至少3次以上,保证开到位时开度260,关到位时开度－10，则标定完毕.表盘上“校正”“标定”2个旋钮不允许现场调试人员以及岗位司机私自调整.
直线位移传感器的接线方法与注意事项
1、直线位移传感器（俗称电子尺），供电电压一般在5v——36v为宜，不要超过36v，否则容易烧坏线路。 2、供电电压要稳定，工业电源要求±0.1%的稳定性，比如基准电压10v，允许有±0.01v的波动，否则，会导致显示的较大波动。如果这时的显示波动幅度不超过波动电压的波动幅度，直线位移传感器（电子尺）就属于正常。 3、供电电源要有足够的容量，如果电源容量太小，容易发生如下情况：合模运动会导致射胶直线位移传感器（电子尺）显示跳动，或熔胶运动会导致合模电子尺的显示波动。特别是电磁阀驱动电源于电子尺供电电源在一起时容易出现上述情况，严重时可以用万用表的电压档测量到电压的波动。如果在排除了静电干扰、高频干扰、对中性不好的情况下仍不能解决问题，也可以怀疑是电源的功率偏小。 4、不能接错直线位移传感器（电子尺）的三条线，1#、3#线是电源线，2#是输出线除1#、3#线电源线可以调换外，2#线只能是输出线。上述线一旦接错，将出现线性误差大，控制精度差，容易显示跳动等现象。如果出现控制非常困难，就应该怀疑是接错线。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/0117671917.html,。
高精度直线位移传感器
CFWY型号的传感器是一款高精度直线位移传感器，它由稳幅激励信号源，检测电路和滤波放大组成，稳幅信号源是由集成运放构成，输出高稳定的正弦波，因此它具有稳定度高，波形失真小，温度漂移小，负载能力强，能长期运行等特点。 CFWY直线位移传感器由于是一款高精度设备，在使用过程中不仅要注重其保养，也要注意以下的事项： 1.电路虽采用了内部电源保护措施，还是请用户先进行检查后再接通电源。不要超过额定电压值，以免影响测量的精确性和不必要的损失。 2.传感器的安装位置不要靠近强磁场，如无特殊说明，传感器不能在对金属强烈腐蚀的环境中使用。 3.被测点的运动轨迹最好与传感器的测杆轴线平行。这样测量结果就是移动量，如传感器测头移动，测头与被测物的接触面不应凹凸不平。
4.安装使用传感器应轻拿轻放，避免敲打与跌落，夹具应固定在传感器的两端，不要用力过猛，更不可使壳体出现凹陷、变形影响测量量程，请勿超量程使用。 5.请将传感器通电预热5分钟后，再进行正式测量使用。 6.位移传感器为精密仪器，出厂前都以经过了标定与老化，用户不可随意拆卸，否则影响测量精确性及可能造成传感器损坏。 CFWY直线位移传感器的指标数据如下：
蚌埠高灵传感系统工程有限公司在自主创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置，可以广泛应用于油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、交通等领域。公司除大规模生产各种规格的高精度、高稳定性、高可靠性常规产品外,还可根据用户具体要求设计特殊的非标传感器,以满足用户的特殊要求。如果您想进一步的了解，可以直接点击官网高灵传感进行在线了解。
水深测量数据采集与处理系统技术规定
水深测量数据采集与处理技术要求 Technical requirement for the bathymetric data collection and processing JT/T 701 —2007 1范围本标准规定了水深测量的系统配置、测前准备、数据采集、数据处理、资料的检查 验收和资料汇交等技术要求。 本标准适用于采用水深数据自动化采集系统进行的沿海港口航道水深测量。本标准不包括多波束测深设备的测量技术要求。 2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期 的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然 而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的 引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 12319 中国海图图式 GB 12327 海道测量规范《沿海港口、航道测绘产品质量检查验收办法及质量评定标 准》（交通部海事局） 3总则 3.1平面坐标采用国家统一规定的坐标系，其与地心坐标系的关系采用国家统一使用的转 换参数或满足 GB 12327精度要求的区域性转换参数。 3.2高程采用国家统一规定的国家高程基准，远离大陆的岛、礁，其高程基准可采用当地 平均海面。 3.3深度基准面采用理论最低潮面，深度基准面从当地平均海面起算；一般情况下，它应与 国家高程基准进行联测。深度基准面一经确定并正式采用，一般不得变动。 3.4测图采用高斯 -克吕格投影，大于 1:5,000 比例尺测图采用 1.5 °带投影，大于（含） 1:10,000 比例尺测图采用 3°带投影，小于 1:10,000 比例尺测图采用 6°带投 影，小于（含） 1:50,000 比例尺测图可采用墨卡托投影，并以测区的中央纬度作为基准纬线。 3.5直接用于沿海港口航道水深测量的最低平面控制基础应采用 GPSE 级点，或等同于该等 级点的控制点。 3.6工作水准点与主要水准点之间的高差, 按四等水准测量要求，工作前后各测定一次。验 潮站的 水尺至工作水准点之间的高差可用等外水准测定。 3.7水深测量定位中误差：大于 1:5,000 比例尺测图时，应不大于图上 1.5mm；小于 （含） 1:5,000 大于（含） 1:100,000 比例尺测图时，应不大于图上 1.0mm；小于 1:100,000 比例尺测图时，应不大于实地 100m。 3.8图式符号按 GB 12319 执行。 3.9水深测量的标准图幅尺寸为：
位移传感器的设计与系统标定综合实验
位移传感器的设计与系统标定综合实验 马杭 （上海大学理学院力学系，上海200436） An experiment by design and system calibration of displacement sensor for purpose of teaching Ma Hang (Department of Mechanics, College of Sciences, Shanghai University, Shanghai 200436) 摘要：本文介绍了新开发的综合型教学实验——位移传感器的设计及位移测试系统的标定实验的主要内容。进行该项实验，要求学生灵活应用所学的知识，得到动手、动脑的综合训练，进一步巩固和掌握所学知识并通过实验获取新的知识和能力，了解传感器这一科学研究与工程测量中重要器件的设计与制造的一般过程，起到举一反三的效果。 关键词：位移传感器，双悬臂梁，电阻应变计，电测，系统标定 传感器是科学实验与工程测量中常用的测量器件，用来把相关的物理量如温度、压力、浓度、载荷等转变成具有确定对应关系的电量输出，以满足对于信息的记录、显示、传输、存储、处理以及控制的要求。传感器种类繁多，发展日新月异，是实现自动测量与控制的第一个环节，在生产实践和科学研究的各个领域中发挥着极其重要的作用。以电测技术为基础的传感器是各类传感器中最常见的一类，结合力学类专业的学习特点以及本实验室的条件，我们设计开发了位移传感器的设计及位移测试系统的标定实验，并给我校力学专业的本科生和研究生进行了开设。 本实验要进行设计和制作的传感器是一种双悬臂梁式位移传感器（也叫引伸计），用于测量亚毫米级的微小位移，它利用电阻应变计作为敏感元件，利用钛合金微梁作为弹性元件，并利用电桥作为基本测量电路，利用静态数字电阻应变仪作为放大与输出仪器，这些元件和仪器与记录仪器共同组成了位移测试系统，可以实现对静态小位移的测量。 实验的主要内容有三个，分别为传感器的设计、制作和标定。传感器的设计也分为三个部分，即结构设计、组桥设计和理论灵敏度的计算。如图1所示，从结构设计方面说，当给定了测量范围或量程（即刀口移动的距离）以后，首先要考虑的问题是结构的形式和尺寸，其次要考虑的是弹性元件的材料选择、受力和材料的工作范围。传感器的受力至少应当能够
LVDT式位移传感器的原理
L V D T式位移传感器的原 理 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
LVDT式位移传感器的原理 Linearity Variable Differential Transducers简称 LVDT，中文译名为差动变压器式位移传感器，在世界范围内盛销数十年而不衰，足以看出它的各项性能在当前工业过程检测与试验领域中的适应性。随着系统对检测元件提出越来越高的要求同时，它的技术性能在不断的完善与发展，应用领域也在不断地更新与扩大。 差动变压器(LVDT)的原理比较简单。它就是在一个线圈骨架(1)上均匀绕制一个一次线圈(2)作励磁。再在两侧绕制两个二次线圈(3与4)，与线圈同轴放置一个铁芯(5)，通过测杆(6)与可移动的物体连接。线圈外侧还有一个磁罩(7)作屏蔽，如图1－1示。 在未引入铁芯以前，一次线圈通入交流电流后产生一个左右对称的沿轴向分布的交变磁场。交变磁场在两个对称放置的二次线圈上产生的感应电动势当然相等，引入铁芯后，铁芯在一次交变磁场的激励下，产生沿铁芯中心轴（当然也是线圈的中心轴）分布并与铁芯对称的交变磁场。这样，线圈中心轴上的磁感应强度就成为铁芯位置的轴向分布函数，于是两个二次线圈的感应电动势Es1与Es2也成了铁芯位置的函数。如果设计得当，两者可成为线性函数关系。将两个二次线圈差接后，即可获得与铁芯位移成线性关系的二次输出:Es=Es1-Es2。这就是LVDT的简单工作原理（如图1-2示）。
LVDT式位移传感器的原理二 差动变压器式位移传感器（LVDT）为电磁感应原理，其结构示意见图一。
线位移传感器动态参数校准规范
线位移传感器动态参数校准规范 1 范围 本校准规范规定了对线位移传感器实验室环境下的动态参数进行校准的计量特性、校准条件、校准项目、校准方法、校准结果的处理及复校时间间隔。 本校准规范适用于新制造（或购置）、使用中、修理后的线位移传感器动态参数校准。 2 引用文件 本校准规范引用下列技术条件 JJF 1001-2011 通用计量术语及定义技术规范。 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示。 JJF 1094-2002 测量仪器特性评定。 GB/T 7665-2005 传感器通用术语。 GB/T 30111-2013 位移传感器通用规范。 GB/T 18459-2001 传感器主要静态性能指标的计算方法。 GJB 8137-2013 位移传感器标定与精度测试方法。 JJF 1305-2011 线位移传感器校准规范。 注：凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本规范。 3 术语和计量单位 3.1 术语 3.1.1 线位移传感器linear displacement sensor 能够感受长度尺寸变化并转换为可用输出信号的器件。 3.1.2 动态特性dynamic characteristic 与响应于被测量随时间变化有关的传感器特性。 3.1.3 动态示值误差dynamic error of indication
线位移传感器示值与对应输入量的真值之差。 3.1.4 动态重复性dynamic repeatability 在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。 3.1.5 分辨力resolution 线位移传感器能够有效辨别的最小位移量。 3.1.6 响应时间response time 由被测量的阶跃变化引起的传感器输出上升到其最终规定百分率时所需要的时间。 注：为注明这种百分率，可将其置于主词前面，例如：98%响应时间。 3.1.7 频率响应frequency response 在规定的被测量频率范围内，对加在传感器上的正弦变化的被测量来说，输出量与被测量振幅之比及输出量和被测量之间相差随频率的变化。 注：频率响应应当以在规定的被测量频率范围内的频率和某一规定的被测量为基准。 3.1.8 动态测量范围dynamic full scale output 在保证性能指标的前提下，用最大被测量和最小被测量表示的区间。 4 概述 线位移传感器可用来测量位移、距离、位置和应变量等长度尺寸，在工程测试中应用广泛。典型的线位移传感器可以分为接触式传感和非接触式传感。线位移传感器输出信号种类多，绝大部分线位移传感器输出电信号，如不同频率的脉冲信号、电压或电流等模拟量；也有些线位移传感器已集成了信号转化功能，能直接以数字方式或其他方式输出长度尺寸。 典型的线位移传感器的结构示意图如下。 图1 一种线位移传感器示意图 1—测杆；2—外壳；3—信号输出线缆