MTS位移傳感器是一種常見的測量設(shè)備,用于測定物體的位移和形變。它們被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空航天、電力、冶金和醫(yī)療等領(lǐng)域?;陔娮枋絺鞲衅骷夹g(shù),可以測量微小的位移和形變。這種傳感器利用了材料的電性質(zhì)和形變之間的關(guān)系,將所測量到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字或模擬信號(hào)輸出。其優(yōu)點(diǎn)在于其高精度、可靠性和穩(wěn)定性。與其他傳感器相比,具有更高的分辨率和靈敏度,可以測量非常小的位移和形變。此外,它們還具有耐用性和長壽命,適用于各種工業(yè)應(yīng)用。
一、機(jī)械結(jié)構(gòu)部分
外殼
通常由金屬(如鋁合金、不銹鋼等)或高強(qiáng)度塑料制成。其主要作用是保護(hù)內(nèi)部的精密部件,使其免受外界環(huán)境的物理傷害,如碰撞、磨損、灰塵和水分的侵蝕。金屬外殼還能起到電磁屏蔽的作用,減少外界電磁干擾對(duì)傳感器內(nèi)部電子元件的影響。例如,在工業(yè)車間等存在較多電磁設(shè)備的環(huán)境下,金屬外殼能夠保障傳感器正常工作。
測量桿(拉桿式傳感器)
一般采用高強(qiáng)度鋼等材料制成。它是直接與被測物體相接觸的部分,其運(yùn)動(dòng)與被測物體的位移同步。當(dāng)被測物體發(fā)生位移時(shí),測量桿會(huì)相應(yīng)地伸縮。測量桿的設(shè)計(jì)精度很高,以確保準(zhǔn)確地傳遞位移變化。例如,在一些高精度的自動(dòng)化設(shè)備中,測量桿的微小直線運(yùn)動(dòng)能夠精確地反映被測物體的位置變化。
彈簧(部分型號(hào)有)
主要用于提供復(fù)位力。在一些位移傳感器中,當(dāng)測量桿移動(dòng)后,彈簧會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相反方向的力,使測量桿能夠自動(dòng)恢復(fù)到初始位置。這種結(jié)構(gòu)有助于提高傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力,并且可以在一定程度上吸收被測物體的沖擊力,保護(hù)傳感器的其他部件。比如,在一些振動(dòng)環(huán)境下使用的位移傳感器,彈簧可以起到緩沖的作用。
二、傳感及轉(zhuǎn)換部分
感應(yīng)元件
磁致伸縮型(部分MTS傳感器采用):
包含一個(gè)特制的磁致伸縮波導(dǎo)絲。當(dāng)電流脈沖通過波導(dǎo)絲時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向磁場,該磁場與永9磁鐵的磁場相互作用,產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng),引起波導(dǎo)絲的扭轉(zhuǎn)或伸縮。這個(gè)變化會(huì)被敏感元件檢測到,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位移的測量。這種感應(yīng)方式具有高精度和非接觸式測量的優(yōu)點(diǎn)。
其他類型(如電阻式、電容式等可能被采用的原理):
電阻式:利用電阻隨長度變化的原理。傳感器內(nèi)部有一個(gè)電阻元件,當(dāng)測量桿移動(dòng)時(shí),會(huì)改變電阻元件的長度或形狀,從而導(dǎo)致電阻值發(fā)生變化。通過測量電阻的變化,就可以得到位移的大小。這種方式結(jié)構(gòu)簡單,成本較低。
電容式:基于電容原理。傳感器內(nèi)部有兩個(gè)相對(duì)的金屬極板,當(dāng)測量桿移動(dòng)時(shí),會(huì)改變兩個(gè)極板之間的相對(duì)面積或間距,從而引起電容值的變化。測量電容的變化就能確定位移。電容式傳感器具有較高的靈敏度和良好的線性度。
信號(hào)轉(zhuǎn)換電路
將感應(yīng)元件檢測到的物理量變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。它主要包括信號(hào)放大電路、濾波電路、調(diào)制解調(diào)電路等。
信號(hào)放大電路:由于感應(yīng)元件產(chǎn)生的原始信號(hào)通常比較微弱,需要經(jīng)過放大電路進(jìn)行放大。例如,在磁致伸縮型傳感器中,檢測到的微弱磁場變化引起的電信號(hào)通過放大器進(jìn)行放大,以便于后續(xù)的信號(hào)處理。
濾波電路:用于去除信號(hào)中的噪聲和干擾成分。在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中,傳感器可能會(huì)受到電磁干擾、電源波動(dòng)等多種因素的影響,濾波電路可以提高信號(hào)的質(zhì)量,確保輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
調(diào)制解調(diào)電路:對(duì)于一些需要遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)的傳感器,調(diào)制解調(diào)電路將信號(hào)調(diào)制到一個(gè)適合傳輸?shù)念l率上,然后在現(xiàn)場再進(jìn)行解調(diào),恢復(fù)原始信號(hào)。這樣可以有效減少信號(hào)在傳輸過程中的損失和干擾。
三、接口及附件部分
電氣接口
常見的有電纜接口或航空插頭等。電纜接口用于連接傳感器和外部設(shè)備(如控制器、數(shù)據(jù)采集器等),其引腳定義根據(jù)傳感器的類型和功能而有所不同。航空插頭具有連接可靠、耐環(huán)境性能好等優(yōu)點(diǎn),適用于一些對(duì)連接穩(wěn)定性要求較高的場合。例如,在一些大型機(jī)械設(shè)備或惡劣的工作環(huán)境中,航空插頭能夠保證傳感器與外部設(shè)備之間的電氣連接穩(wěn)定,避免因振動(dòng)、潮濕等因素導(dǎo)致的連接松動(dòng)或信號(hào)中斷。
安裝附件
包括安裝支架、夾具、螺栓、螺母等。安裝支架用于將傳感器固定在被測物體或安裝基礎(chǔ)上,有不同的形狀和尺寸,以適應(yīng)各種安裝場景。夾具可以輔助傳感器更牢固地安裝在特定位置,防止其在工作過程中發(fā)生晃動(dòng)或移位。螺栓和螺母則用于將傳感器與其他部件緊密連接在一起,確保安裝的牢固性。例如,在安裝拉桿式位移傳感器時(shí),安裝支架可以將傳感器準(zhǔn)確地定位并固定在設(shè)備的合適位置,夾具可以進(jìn)一步限制傳感器的橫向運(yùn)動(dòng),保證測量的準(zhǔn)確性。