直线位移传感器
位移传感器
差动变压器式电感传感器是常用的互感型传感器，其结构形式有 多种，以螺管形应用较为普遍，其结构及工作原理如图3-7（a）、（b） 所示。传感器主要由线圈、铁心和活动衔铁三个部分组成。线圈包括一 个初级线圈和两个反接的次级线圈，当初级线圈输入交流激励电压时， 次级线圈将产生感应电动势e1和e2。由于两个次级线圈极性反接，因此 传感器的输出电压为两者之差，即ey=e1-e2。活动衔铁能改变线圈之 间的耦合程度。输出ey的大小随活动衔铁的位置而变。当活动衔铁的位 置居中时，即e1=e2，ey=0；当活动衔铁向上移时，即e1> e2 ， ey>0；当活动衔铁向下移时，即e1< e2 ，ey<0。活动衔铁的位置往 复变化，其输出电压ey，也随之变化，输出特性如图3-7（c）所示。
2. 数字式位移传感器 数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同
特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输 出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲
就可以统计位移的尺寸。下面主要以光栅传感器和感应同步器来介绍数 字式传感器的工作原理。 1）光栅位移传感器
光栅是一种新型的位移检测元件，有圆光栅和直线光栅两种。它 的特点是测量精确高（可达±1um）、响应速度快和量程范围大（一般 为1—2m，连接使用可达到10m）等。
光栅由标尺光栅和指示光栅组成，两者的光刻密度相同，但体长相 差很多，其结构如图3-8所示。
光栅条纹密度一般为每毫米25，50，100，250条等。把指示光 栅平行地放在标尺光栅上面，并且使它们的刻线相互倾斜一个很小的角 度 ，这时在指示光栅上就出现几条较粗的明暗条纹，称为莫尔条纹。
LT 直线位移传感器
-200±200ppm/℃
输出电压的实际温度系 数
<1.5ppm/℃
工作温度范围
-30…+100℃
储存温度范围
-50…+120℃
外壳材料
电镀铝尼龙 66GF40
杆的材料
不锈钢 AISI 303
装备
托架
尺寸图
界限螺钉 不要触摸
江门市利德电子有限公司 广东省江门市五邑碧桂园翠山聆水二街６８号 邮编：（ｚｉｐ）５２９０００ 电话：＋ ８６ ７５０ ３２８９６８０ ３２８９６９８ 传真：＋ ８６ ７５０ ３２８９６９９ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｌｅａｄｅｒｓｅｎｓｏｒｓ．ｃｏｍ Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｅａｄｅｒ＠ｌｅａｄｅｒｓｅｎｓｏｒｓ．ｃｏｍ
有效电气行程（C.E.U）
75/ 300/375/400/450/500/600/750/
900
独立线性（C.E.U 范围之
±0.05%
内）
位移速率
标准≤5m/s(可选择≤10m/s)
位移力
≤2N IP60; ≤10N IP65
振动
5-2000Hz， Amax=0.75mm,amax=20g
冲击 工作加速度
50g，11ms 200m/s2 max (20g)
电阻公差
±20%
推荐指针电流
<0.1μA
最大指针电流
10mA
最大应用电压
60V
电气绝缘
>100M 欧姆（在 500V=，1bar,2s）
绝缘能力
<100μA（在 500V=，50Hz,1bar,2s）
损耗-40℃（在 120℃时
为 0W）
3W
电阻温度系数
位移传感器
位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。
在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。
按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。
模拟式又可分为物性型和结构型两种。
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。
直线位移传感器常见故障处理办法
直线位移传感器常见故障处理办法一、摆线钢丝断裂摆线式直线位移传感器的关键部件之一便是摆线钢丝，摆线钢丝断裂是该传感器的常见故障之一。
一旦摆线钢丝断裂，传感器便无法正常工作。
此时，应该采取以下步骤：1.将传感器移至比较空旷的场地，避免影响到他人的正常工作；2.拆掉传感器的外壳，找出断裂的摆线钢丝；3.要重新焊接摆线钢丝，如果是自己焊接，需要保证焊点可靠，焊接完后冷却10分钟以上。
如果对焊接技术不太熟悉，可以选用专业技术人员来处理；4.安装好焊接好的钢丝后，重新组装传感器，注意安装位置和固定方式。
二、触头损坏触头损坏也是直线位移传感器的常见故障之一。
当传感器的接触头损坏时，它会阻碍信号传输，影响到传感器的正常工作。
此时，我们应该采取以下步骤：1.关闭传感器，断开传感器与仪表之间的连接线；2.将传感器拆卸下来，使用清洁液清洗接触头；3.如果接触头已经受到磨损严重，在铜板积炭时，需要在接触头上拧下螺丝，并更换触点，安装好新触点之后，注意固定；4.在重新组装传感器时，要仔细检查所有连接线是否牢固，是否安装正确。
三、滑动导轨磨损滑动导轨也是关键部件之一，如果滑动导轨磨损严重，则无法保证传感器的准确性和稳定性，因此，我们需要保证滑动导轨的光滑度。
1.将传感器拆卸并清洗；2.完全拆开所有滑动导轨，一定要注意小零件，可以使用慢慢润滑油添加；3.手动移动滑动导轨，观察是否流畅，如有不流畅的地方，可以用细砂纸打磨；4.在重新组装直线位移传感器时，注意不要损坏任何部件，要将所有连接线和电缆连接正确。
四、信号干扰静电干扰，电磁干扰，雷击等都可能引起直线位移传感器的信号干扰，专业技术人员可以使用多种方法进行抗干扰处理，以下几点可供参考：1.隔离直线位移传感器和其他电子设备之间的距离；2.使用抗干扰电缆，增强传输信号的抗干扰能力；3.在传感器周围设置屏蔽罩，避免外部干扰；4.使用IC和芯片来提高抗干扰能力。
如果需要采取抗干扰措施，则应该选用符合国家标准的产品。
直线位移传感器在接线中的注意事项
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。
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直线位移传感器的注意事项有哪些？
直线位移传感器的注意事项有哪些？
直线位移传感器常见的使用注意事项一般有六点。
下文详细介绍。
一、需要经常检查电路，然后再接通电源。
不要超过额定电压值，以免影响测量的精确性和带来不必要的损失。
二、直线位移传感器的安装位置最好不要靠近强电磁场，如无特殊说明，要保证直线位移传感器不是在对金属强烈腐蚀作用的环境中使用。
三、安装使用传感器，应轻拿轻放，避免敲打与跌落。
固定传感器时，夹紧壳体即可，不可用力太大、太猛，更不可使壳体出现凹陷、变形，影响测量精确度。
注意其测量量程，请勿超量程使用，而损坏直线位移传感器。
四、必须将传感器通电预热5分钟后，进行正式测量。
五、直线位移位移传感器为精密仪器，出厂前进行了检定与老化。
用户不可随意拆卸，否则影响测量精确性，还可能造成直线位移传感器损坏。
六、被测点的运动轨迹最好与直线位移传感器测杆的轴线平行。
这样测量结果就是移动量。
如直线位移传感器测头移动，测头与被测物的接触面不是凹凸不平的。
直线位移位移传感器的使用过程中要注意这六个要点，才能使得用起来好用，也不会造成什么损失。
中山工业直线磁致伸缩位移传感器工作原理
中山工业直线磁致伸缩位移传感器工作原理直线磁致伸缩位移传感器由磁铁组成，磁铁中间夹有一个磁致伸缩杆。
当外力作用在磁致伸缩杆上时，磁致伸缩杆会发生伸缩运动。
在磁斜率大
于0的情况下，当外力从小变大时，磁致伸缩杆的长度会增加；当外力从
大变小时，磁致伸缩杆的长度会减小。
通过测量磁致伸缩杆的长度变化，
我们可以得到物体的位移。
磁致伸缩效应是当材料在磁场中受到磁场的力的作用时，会产生长度
的变化。
这种效应源自材料内部微观结构的变化，当材料受到磁场作用时，磁场会改变材料的磁矩定向，从而产生力。
这个力会引起材料的伸缩运动。
1.磁场发生器：传感器中有一个磁场发生器，例如一组永磁体，用于
产生磁场。
2.磁致伸缩杆：位于磁场发生器的中间，通过固定在一端的磁致伸缩杆。
当外力作用在磁致伸缩杆上时，磁致伸缩杆会发生伸缩运动。
3.磁致伸缩效应：磁致伸缩杆受到磁场发生器产生的磁场的作用，磁
致伸缩效应引起材料内部微观结构的变化，从而产生磁致伸缩力。
4.位移测量：磁致伸缩杆的伸缩运动会引起磁场的变化，传感器通过
检测磁场的变化来测量位移。
一种常用的测量方法是使用霍尔效应，通过
将霍尔元件放置在磁场发生器附近，测量磁场信号的变化来确定位移量。
5.电信号转换：传感器将磁场信号转换为电信号，经过放大和处理后
输出，可以通过电压或电流测量物体的位移。
直线位移传感器的原理是怎样的
直线位移传感器的原理是怎样的直线位移传感器是指可以在直线方向上测量物体位移的传感器，常用于工业自动化、机器人控制、汽车制造等领域。
直线位移传感器的原理主要涉及电子技术和力学原理，下面我们来逐一介绍。
原理一：电容位移传感器电容位移传感器利用电容的变化来测量位移。
电容是指在两块导电板之间形成的电场，其大小与板间距离成反比。
当一个金属物体与板之间移动时，导致电容的大小发生变化，该变化可以被转化成电压信号，并且与位移的大小成正比。
这种传感器结构简单，可靠性高，精度也较高。
原理二：感应位移传感器感应位移传感器是利用法拉第感应原理测量物体位移。
该原理是指沿着一个导体放置一个变化的磁场将产生电势差，当导体发生位移时，也就对应着磁场的变化，从而产生电势差。
通过对电势差的测量，就可以得到物体的位移信息。
该传感器结构简单，但由于对磁场的精度要求较高，其精度常常受制于测量范围的限制。
原理三：光电位移传感器光电位移传感是利用光电效应测量物体位移。
该效应是指，在某些半导体材料中，当外界光线照射到这些材料时，会形成一些电子-空穴对。
当电子-空穴对分离时，就产生了电流信号。
该传感器通过使用光电二极管阵列来测量物体的位移。
当物体发生位移，其遮挡光线的程度也发生变化，从而影响二极管阵列的输出信号，进而转化成位移测量信号。
该传感器精度较高，且可以实现高分辨率和高采样率。
但其成本较高，易受环境光干扰。
原理四：电阻位移传感器电阻位移传感器是利用电阻的变化来测量物体位移。
该传感器通过对电阻值的变化进行测量，从而得到物体的位移信息。
当物体发生位移时，其电阻值也会有相应的变化，这种变化可以被转化成电压信号，进而被测量仪器进行采集。
该传感器结构简单，但由于信号会受温度、湿度等外部环境因素的影响，测量精度常常受制于这些因素的限制。
综上所述，直线位移传感器的原理主要分为电容位移传感器、感应位移传感器、光电位移传感器和电阻位移传感器。
每种传感器的原理具有不同优缺点，应根据具体的测量需求来选择适合的传感器。
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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。
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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。
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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。
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4电感式直线位移传感器 — 开拓了新的领域工业应用越来越多地使用模拟量位置控制。
用户因此能够优化生产流程，易于保证质量，并且降低了生产成本和故障率。
位置控制系统能够用于大多数的设计和应用中；直线位移传感器从电位计式到磁致伸缩式再到高分辨率的光栅尺。
图尔克的新型电感式直线位移传感器是基于全新的、革命性的测量原理生产出来的。
综合了标准测量系统的良好特点，并且得到了进一步的发展。
它不是通过磁块而是通过感应式振荡电路来检测位置的。
因此传感器完全屏蔽了磁场的干扰，例如由周围大电机产生的强磁场干扰。
电感式直线位移传感器有无磨损、盲区短和极好的 EMC 特性等。
传感器长度有 100 mm 及更长的版本（100...1000 mm ）。
测量范围可以通过 DIP 开关或试教线进行设定。
由于盲区范围极短，传感器外型相当紧凑。
两个 LED 指示灯可以显示出信号状态，感应元件的位置及工作电压。
新的电感式直线位移传感器的多种输出方式（0...10 V ，4...20 mA ，IO-Link ，SSI ）和总线连接方式，以及各式各样的安装附件大大的增加了它的多功能性。
5目 录电感式直线位移传感器 Li-Q25L技术信息 —————————————————————————— 6技术特点 —————————————————————————— 8成本节约 —————————————————————————— 10连接技术 —— 型号和特性说明模拟量输出方式（U/I ）的小型系列 ———————————————12模拟量输出方式（U/I ）的紧凑型系列 ——————————————14模拟量输出方式（U/I ）的标准系列 ———————————————16带SSI 接口高分辨率的高端E 系列 ———————————————— 18带可编程模拟量/开关量输出（U/I,PNP ）的，兼容了IO-Link 高分辨率的高端E 系列 ——————————————20附件总线连接 —————————————————————————— 22连接技术 —————————————————————————— 24功能工具 —————————————————————————— 25安装附件 —————————————————————————— 26技术信息 —— 从测量原理到外形测量原理新型直线位移传感器的测量原理是基于 RLC 耦合产生的，是电感式原理的革新技术。
不像电位计式或磁致伸缩式传感器的检测原理，这种测量方式具有相当大的优势。
传感器集成了发射器和接收器线圈系统，它们以印刷线圈的形式被精确地印制在电路板上。
发射信号线圈由高频交流磁场激活并与位置块（谐振器）相互感应产生一个RLC 的感应电路。
因此，谐振器与接收线圈形成电感式耦合。
在布有接收信号线圈的位置，电压的变化由谐振器与线圈的感应而引起。
这些电压即为传感器的测量信号。
为了使测量更加灵活和快速，传感器包含了一个粗略的和一个精确的测量线圈系统。
前者负责粗略定位谐振器的位置，而后者负责精确定位。
67电路板和线圈形状线圈特殊的布置方式确保 RLC 电路和传感器信号的稳定性，即便在允许范围内（0 到 4 mm 之间）出现纵向或横向的移动。
信号通过 16 位高分辨率处理器处理后传到输出。
传感器内有两个电子线圈电路板。
第一个电路板上布满了感应线圈元件，它的位置在传感器表面的下方。
第二个电路板上分布的是电路的信号处理部分，位于第一个电路板的下方。
由于这种设计方案，使得传感器的盲区非常小。
外型传感器的外壳同样由两部分组成。
外壳的基座是由坚固的铸铝做成，这很好的保证了机械的稳定性和安装的可靠性。
传感器的感应面的材质是塑料，其中含有大量抗腐蚀性介质，能够起到很好的保护作用。
紧凑型Li-Q17L 系列和Li-QR14系列的外壳材质采用坚固的塑料制成，能够适用于恶劣环境条件。
Li-Q17L 系列能够提供50mm 到200mm 长度的产品，L i -Q R 14系列提供25mm 长度的产品。
弯型和直型的安装元件能够很好的保证传感器的稳定安装。
位置元件是可以旋转的，能够横向或纵向的面向传感器。
8技术特点非接触式位置检测传感器测量采用非接触、无磨损的测量方式。
像精确度、线性度和坚固性这些重要特性能够保证其使用寿命并且在任何情况下都能无故障工作。
坚固防漏的外壳由铸铝和高质量的塑料组成的坚固外壳很好的保证了机械的稳定性。
传感器能够极好的抗大部分化学品和油的腐蚀。
铸铝外壳非常的坚固并且能够以多种方式安装。
结合各种安装附件，传感器能够安全地、稳固地、简单地安装于您的系统中。
这种外壳保证了图尔克产品的质量和 IP67 的防护等级。
极短的盲区极短的盲区对于许多不同的应用都能保证最高的安装灵活性。
即便是安装在有限的区域中，也能够覆盖整个测量范围。
模拟量输出的传感器，它的测量范围能够通过试教线或试教器在几秒钟内完成设定。
传感器上的 LED 状态灯能够帮助监控试教过程。
9灵活的过程连接不同的输出类型例如模拟量电流或电压或者 SSI 输出，都能够与更高层控制系统相连接。
因此，信号能够被图尔克远程 I/O 系统方便地接收，例如不同协议的现场总线系统。
通过标准的 M12 X 1 的接插件而非特殊的接插件即可连接。
有些型号还可以在 IO-Link 模式下进行工作。
高精确性图尔克新型的电感式直线位移传感器所采用的测量原理和系统解决方案提供了高精确性的测量型号。
标准版本的传感器的线性度和重复精度已经非常高了，完全可以满足大多数的应用。
如果标准版本的传感器还不能满足对线性度和重复精度的要求，那么高端系列产品能够胜任。
由于对信号处理和传输系统的改良，最高的测量精度已成为这个系列的主要特性，完全满足最高的要求。
防干扰能力强变频器、大电机、铁磁性金属或永磁体的干扰都不再是问题：图尔克的新型电感式直线位移传感器是通过检测 RLC 电路来工作的，因此是不受磁场干扰影响的，具有极好的 EMC 特性。
由于革命性的工作原理，机械应变不受干扰：传感器和位置元件之间的距离对输出信号不会有影响。
振动和感应块的抖动对输出信号同样没有影响。
要想实现成本优化可以通过...工程可靠性新的直线位移传感器即使是在恶劣的环境下也能可靠地工作。
传感器具有 IP67 的防护等级而且即便是在有粉尘或水的环境下也总能给出精确的测量结果。
位置块的振动或横向和纵向的漂移根本不会对输出信号产生影响。
例如由大电机产生的磁场不会干扰直线位移的工作。
由于新的谐振测量原理，传感器具有非常好的EMC 特性。
传感器的无故障运行和采用的最新的技术都保证了系统极少可能出现停机时间。
过程灵活性作为一个系统方案提供者，图尔克不仅提供传感器，而且也提供相配的接插件产品，用于连接更高层的控制系统。
新的电感式直线位移传感器具有多种输出方式，而且能够连接到所有标准的现场总线系统中（如图尔克自己的现场总线产品 LB20 、BL67 、piconet ®和 BL compact）。
同样的，可用的固定支架也非常多。
它们完美地补充了安装附件的种类并且使得紧凑型直线位移传感器安装起来更加容易。
10标准化由于新的技术，测量范围可以调节。
可以通过试教线或试教器来调整为更短的测量范围。
这样的结果是，所需设备的数量减少了并且达到更高级的标准化：与传统的电位计方式或磁致伸缩方式的测量系统相比，显然需要较少的设备类型。
标准化确保了较高的库存可用性。
图尔克对客户需求可做出快速反应，使客户的库存量降到最低。
图尔克全球的分公司和代理商都可以提供这项服务。
因此不论身在何地都能从图尔克获益。
易维护性不像电位计式传感器那样，当受到永久机械应变后需要重新调整，新型的直线位移传感器是非接触式的工作原理，无磨损并且免维护。