筆式位移傳感器是一種高精度的測量工具,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、精密加工、航空航天等領(lǐng)域。
1.感應(yīng)式(LVDT)原理:通過移動鐵芯在線圈內(nèi)的位置來改變電磁耦合的程度,從而產(chǎn)生與位移成比例的電信號。當(dāng)鐵芯處于中間位置時,兩個次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等,輸出電壓為零;當(dāng)鐵芯偏離中心位置時,兩個線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不等,有電壓輸出,其電壓大小取決于位移量的大小。
2.電容式原理:基于電容值隨兩個平行板之間距離的變化而變化的原理進(jìn)行測量。當(dāng)被測物體的位移引起電容器極板間距或重疊面積改變時,電容值會相應(yīng)地發(fā)生變化,進(jìn)而將位移信號轉(zhuǎn)換為電信號。
3.光電式原理:利用光柵或編碼器等光學(xué)元件檢測移動量,通過計(jì)算光斑或條紋圖案的變化來確定位移。例如,在一些筆式位移傳感器中,光源發(fā)出的光經(jīng)過光柵后形成特定的光斑或條紋,當(dāng)被測物體發(fā)生位移時,這些光斑或條紋會在光電探測器上移動,通過對光電探測器輸出信號的處理和分析,可以準(zhǔn)確地計(jì)算出物體的位移大小。
4.回彈式原理:通過外部壓力使觸頭伸縮,從而實(shí)現(xiàn)對被測物的接觸和測量。當(dāng)外力作用于傳感器的探頭時,觸頭會發(fā)生彈性變形并產(chǎn)生相應(yīng)的位移,這個位移會被內(nèi)部的傳感元件感知并轉(zhuǎn)換成電信號輸出。
5.氣推式原理:利用氣壓推動觸頭彈出,接觸被測物進(jìn)行測量。這種類型的傳感器通常使用壓縮空氣作為動力源,當(dāng)氣體進(jìn)入傳感器內(nèi)部時,它會推動觸頭向前運(yùn)動并與被測物體接觸,然后根據(jù)觸頭的位移情況來計(jì)算物體的位移量。
筆式位移傳感器的優(yōu)點(diǎn):
1.高精度:能夠?qū)崿F(xiàn)微米級甚至納米級的位移測量精度,滿足各種高精度測量需求。無論是在實(shí)驗(yàn)室研究還是在工業(yè)生產(chǎn)中的質(zhì)量控制,都能提供準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。
2.高可靠性:結(jié)構(gòu)簡單且堅(jiān)固耐用,不易受到外界環(huán)境的干擾和影響。同時,由于其非接觸式的測量方式,避免了因摩擦而導(dǎo)致的磨損和損壞,延長了傳感器的使用壽命。
3.無限分辨率:理論上具有無限的分辨率,即可以無限細(xì)分和測量微小的位移變化。這使得它在需要高分辨率的應(yīng)用場合中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
4.安裝方便:細(xì)長外形使其能輕松安裝到狹窄或深孔等常規(guī)傳感器難以進(jìn)入的位置,可直接將測頭探入被測機(jī)構(gòu)內(nèi)部測量內(nèi)部位移(如閥門開度、活塞位置、材料膨脹等)。這種設(shè)計(jì)使得它在一些特殊應(yīng)用場景下具有很大的靈活性和便利性。