传感器 直线性：压电加速度传感器的动态范围和直线性

压电加速度传感器的动态范围和直线性
加速度传感器的基座受到的加速度与输出电压的直接比例范围称之为动态范围。
压电型加速度传感器的动态范围非常广，理论上下限可降到 0，上限可达到数 1000g 并具有直线性。实际上关于下限，在传感器输出变为 0 之前由于测量系放大器的噪声级别以及外来噪声会受到限制，因此进行低频振动测量时确保测量整体的高 S/N 比很重要。关于最大加速度，产品型录里也有记录，不同的传感器种类，其最大加速度也不同。影响因素包括传感器的构造、压电体的机械强度或弹性质量系的预应力。
一般情况下，在进行高频的振动测量时，会选用小型负荷质量小的加速度传感器。 产品型录上的最大加速度是针对主轴方向的，对于横轴方向只要在其范围以内就没有问题。但如果是接触共振频率附近的频率，再加上高频连续振动、冲击振动的情况下，由于共振会引起异常振动并超出最大加速度，有时传感器还有可能会损坏。例如，将传感器从离桌面 20cm 处坠落达到 1000g 以上，从离地面 1m 坠落达到数千~数万 g 时会发生冲击加速度，所以在使用时需要注意。
内置前置放大器型传感器的话，由内置的前置放大器的最大输出电压决定。前置放大器 的输入输出直线范围的上限为动态范围的上限。例如直线范围的上限为 3V(p-p)的前置放大 器的话，100mV/g 的传感器就变成±15g、10mV/g 的传感器就变成±150g。

传感器 直线性：直线位移传感器

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直线位移传感器
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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。
中文名
直线位移传感器
外文名
linear displacement transducer
最大容许电压
: DC60V/5KΩ～ 20KΩ
最大移动速度
10m/s
冲击系数
IEC 68-2-29:1968 50g
学    科
电机工程
目录
1
简要概述
2
功能原理
3
设计参数
4
应用领域
5
型号简介
?
拉杆式
?
滑动式
6
使用要求
?
供电电压要稳定
?
防止静电干扰
?
不能接错三条线
?
电源容量要充足
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安装对中性要好
?
防止短路
?
避免老化
7
注意事项
直线位移传感器简要概述
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语音
直线位移传感器
直线位移传感器也叫电子尺，实际上就是一个滑动变阻器。
[1]
直线位移传感器功能原理
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语音
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。
[1]
直线位移传感器设计参数
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通用型直线位移传感器设计参数耐磨寿命: >100x106次线性精度误差:<0.05% 直线位移传感器(9张) 重复性误差: <0.005mm最大移动速度: 10m/s冲击系数: IEC 68-2-29:1968 50g振动系数: IEC 68-2-6:1982 20g最大容许电压: DC60V/5KΩ～ 20KΩ；DC36V/2KΩ～4KΩ；DC24V/1KΩ温漂系数: <1.5ppm/℃ [1] 直线位移传感器应用领域 编辑 语音 通用型应用领域1、 KTC、KTM、LS拉杆结构是一般通用结构，配合可选拉球万向头或鱼眼万向头，可以减少因安装的非对中性而带来的不良影响；适用于注塑机，纺织机械，木工机械等。2、 KPC、KPM两端固定带绞接运动型，适合摆动的，传感器本体无法固定的测量系统中,传感器会随着测量运动而运动；3、 KTF、KFM滑块型适应最小安装长度尺寸的应用，配合加长臂，可以消除安装的非对中的不良影响；4、 KTR型是一款微型自恢复式拉杆结构，无需牵引安装；5、 KPF型法兰面固定结构更可以检测腔体内部位移。 [2] 直线位移传感器型号简介 编辑 语音 直线位移传感器拉杆式 通用拉杆导电塑胶膜系列，有效行程75mm～1250mm，两端均有4mm缓冲行程，精度0.05%～0.04%FS。外壳表面阳极处理，防腐蚀；内置导电塑料测量单元，无温漂，寿命长；具有自动电气接地功能。密封等级为IP67，DIN标准插头插座，可以适用在大多数通用场合；拉杆球头具有0.5mm自动对中功能，允许极限运动速度为10m/s。 [2] 直线位移传感器滑动式 通用滑块导电塑胶膜系列，有效行程75mm～3000mm，两端均有4mm缓冲行程，精度0.05%～0.02%FS。外壳表面阳极处理，防腐蚀；内置导电塑料测量单元，无温漂，寿命长；具有自动电气接地功能。密封等级为IP54（向下安装时为IP57），DIN标准插头插座，可以适用在大多数通用场合，特别是长度方向受到限制，对中较困难的场合；拉杆配合球头具有10mm自动校正功能，允许极限运动速度为10m/s。 [2] 直线位移传感器使用要求 编辑 语音 直线位移传感器供电电压要稳定 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，会导致显示的圈套波动。如果这时的显示波动幅度不超过波动电压的波动幅度，位移传感器电子尺就属于正常。 [3] 直线位移传感器防止静电干扰 静电干扰和调频干扰很容易使电子尺显示数字跳动。设备的强电线路与电子尺的信号线分开线槽。电子尺应使用强制接地支架，且使电子尺外壳（可测量端盖螺丝与支架之间的电阻，应小于1Ω电阻）良好接地，信号线使用屏蔽线，且在电箱的一端应予将屏蔽线接地。静电干扰时，一般万用表的电压测量非常正常，但就是显示数字跳动；高频器干扰时其现象也一样。验证是不是静电干扰，用一段电源线将电子尺的封盖螺丝与机器上某一点金属短接即可，只要一短接，静电干扰立即消除。但高频干扰就难以用上述办法消除，而且机器手、变频器多出现高频干扰，可以用停止机械手或变频节电器的办法验证。 [3] 直线位移传感器不能接错三条线 “1”、“3”线是电源线，“2”是输出线，除电源线（“1”、“3”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，出现控制非常困难,控制精度差，容易显示跳动等现象。 [3] 直线位移传感器电源容量要充足 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。 [3] 直线位移传感器安装对中性要好
角度容许±12°误差，平行度容许±0.5mm，如果角度误差和平行度误差都偏大，就会导致显示数字跳动。在这种情况下，一定要对角度和平行度的调整。
[3]
直线位移传感器防止短路
位移传感器电子尺工作过程中,有规律的在某一点显示数据跳动或不显示数据,这种情况就要检查连接线绝缘是否有破损并与机器的金属外壳有规律的接触引发的对地短路。
[3]
直线位移传感器避免老化
对于使用时间很久的电子尺，密封老化，可能有很多杂质，并有油、水混合物，影响电刷的接触电阻，导致显示数字跳动，可以认为是位移传感器电子尺本身的早期损坏。
[3]
直线位移传感器注意事项
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语音
一、如果电子尺已经使用很长时间了，而且密封已经老化，同时夹杂着很多杂质，而且水混合物和油会严重影响电刷的接触电阻的，这样会使显示的数字不停地跳动。这个时候可以说直线位移传感器的电子尺已经损坏了，需要更换。二、若电源的容量很小，就会出现很多情况的，所以，供电电源需要有充分的容量。那么，容量不足，就会造成如下的情况：熔胶的运动会使合模电子尺的显示变换，有波动，或者合模的运动会使射胶电子尺的显示波动，造成测量结果误差很大。如果电磁阀的驱动电源于直线位移传感器供电电源同时在一起的时候，更容易出现以上的情况，情况严重时用万用表的电压档甚至可以测量到电压的有关波动。如果情况不是因为高频干扰、静电干扰或者是中性不够好的造成的，那么就有可能是电源的功率太小造成的。三、调频干扰和静电干扰都有可能让直线位移传感器的电子尺的显示数字跳动的。电子尺的信号线与设备的强电线路要分开线槽。电子尺必须要强制性地使用接地支架，而且同时让电子尺的外壳跟地面良好地接触。信号线需要使用屏蔽线，而且电箱的一段应该跟屏蔽线接地的。如果有高频干扰的时候，通常使用万用表的电压测量就会显示正常，但是显示数字就是会跳动不停的;而出现静电干扰时，出现的情况也是跟高频干扰一样的。要证明看是否是静电干扰时，可以先使用一段电源线把电子尺的封盖螺丝跟机器上的某一些的金属短接起来就可以了，只要一短接起来，静电干扰就会马上消除掉的。但是如果要消除掉高频干扰就很难用上面的方法了，变频节电器和机器手都经常出现高频干扰的，所以可以试一下用停止高频节电器或者机械手的方法来验证是不是高频干扰的。四、如果直线位移传感器的电子尺在工作的过程当中，在某一点的显示数据有规律地跳动，或者是没有显示数据的时候。五、供电的电压一定要稳定，工业的电压需要符合±0.1[%]的稳定性，例如，基准电压是10V的话，就可以允许有±0.01V的波动变化，如果不是的话，就会引起显示的圈套波动这样的情况。但是如果这个时候的显示波动的幅度没有超过波动电压的波动的幅度的话，那么电子尺就是正常的了。六、安装直线位移传感器的对中性需要很好，但是平行度可以允许有±0.5mm的误差，角度可以允许有±12°的误差。但是如果平行度误差和角度误差都是偏大的话，这样会出现显示数字跳动的情况。那么出现这样的情况的时候，必须要对平行度和角度进行调整了。七、在连接的过程当中，一定要多加注意，电子尺的三条线是不可以接错的。
[3]
词条图册
更多图册
参考资料
1.

董积辉,张东来,秦海亮,王毅. 一种直线位移传感器设计[J]. 仪表技术与传感器,2007,(01):3-4.
2.

李永清,李振波,申安安,刘妍,张卫,赵志峰. 高可靠直线位移传感器[J]. 仪表技术与传感器,2007,(12):12-13.
3.

陶永亮. 直线位移传感器在注塑机上的应用[J]. 电子科技,2012,(10):134-137.

传感器 直线性：线性传感器

线性传感器位移传感器又称为位移传感器，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。

目录

1.什么是线性传感器
2.线性传感器工作原理
3.线性传感器作用

1.什么是线性传感器
线性传感器位移传感器又称为位移传感器，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。

（图片来源于互联网）

2.线性传感器工作原理
电位器式线性传感器，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。
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。
磁致伸缩线性传感器通过非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，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。
磁致伸缩线性传感器，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。
由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。
磁致伸缩线性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。

3.线性传感器作用
火车轮缘的几何状态参数影响着列车运行的速度与平稳度，对列车的安全运行十分重要。传统的检测手段较为复杂，通常是用带有游标的专用尺子来进行测量，对数据的人工读取造成测量的误差比较大，同时不能实现检测数据的数字化管理。随着我国铁路事业的发展，列车运行速度越来越快，火车轮缘状态参数的精确快速检修和数字化管理变得十分重要。轮缘检测仪采用现代传感器技术、单片机处理系统和简洁稳定的机械结构，可方便精确的对几何状态参数进行连续快速测量，实现了轮缘高度、轮辋厚度等参数测量的数字化。
轮缘高度、宽度、轮辋厚度等方面的检测用到很多传感器，而最为关注的是位移传感器，位移传感器有很多种，用在火车上车轮缘状检测是目前新型传感器技术叫做激光位移传感器。目前用在火车轮缘上检测是的激光三角测量法，短距离的测量精度很高。可以直接把位移传感器安装在轨道上进行检测，同样也可以采用激光反射式位移传感器为测量器件激光传感器模沿直线方向扫描轮缘形状，同时记录整个轮缘数据。通过微处理器即可得出整个轮缘轮廓曲线，进而求得轮缘宽度、轮缘高度、70mm磨损量和磨损面积等。并且能把测量的数据上传计算机，生成数据库，利用先进的后处理软件对火车轮缘进行数字化管理。它不仅可以对在线运行列车测量轮对的磨损，还可以在生产线上对轮对尺寸是否合格进行分选。
交通运输的发展离不开检测技术，而仪器仪表以及传感器技术才是检测技术的核心。高速动力发展的今天，人们不仅仅希望体验到是的舒适和享受，而且跟多的希望得到是安全。传感器技术的发展会给人们生活交通带来更多的安全，我国传感器技术的发展也将带动交通运输方面在国际上拥有的一流先进技术发展。

传感器 直线性：线性检测传感器

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