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拉線式位移傳感器
閱讀�11115時間�2011-01-05 14:03:26

  拉線式位移傳感器采用電位器式位移傳感�,它通過電位器元件將機械位移�(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)�(guān)系的電阻或電壓輸�。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感�。但�,為實現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計的電位�,要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關(guān)系。電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相�,物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量�,阻值的增加還是減小則表明了位移的方�。通常在電位器上通以電源電壓,把電阻變化�(zhuǎn)換為電壓輸出。傳�(tǒng)的拉線式位移傳感器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯變化,其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件的�,則過大的階躍電壓會引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻�。同時,電位器式傳感器的另一個主要缺點是易磨�、分辨力�、阻值偏低、高頻特性差,從而導(dǎo)致測量精度的下降。它的優(yōu)點是:結(jié)�(gòu)簡單,輸出信號大,使用方�,價格低廉�

組成

  該基于磁敏角度技�(shù)的拉線式位移傳感器主要由6部分組成,改變傳�(tǒng)的拉線式位移傳感器接觸式、易磨損、高頻特性差等缺�,基于磁敏角度技�(shù)的拉線式位移傳感器以磁場為媒�,將機械位移變化�(zhuǎn)化為磁場角度變化,一方面解決傳統(tǒng)拉線位移傳感器的接觸方式,另一方面減少了磨損、提高了系統(tǒng)高頻特�,從而確保位移檢測精�。數(shù)�(jù)處理運算器,用于對接收到的磁敏角度信號通過�(shù)�(xué)模型運算為拉線的位移信號。通信接口,通過通信接口與應(yīng)用系�(tǒng)的設(shè)備進行通信,接收來自應(yīng)用系�(tǒng)�(shè)備的命令并將采集到的位移信號反饋給應(yīng)用系�(tǒng)。從而提高了�(shù)�(jù)采集精度、穩(wěn)定性和可靠�,降低了位移傳感器的�(yīng)用門檻�

功能描述

  1)拉線的鋼繩纏繞在輪轂�,輪轂與一個磁鐵連接在一起,�(dāng)拉線�(chǎn)生位移的時�,帶動輪轂的�(zhuǎn)�,輪轂的�(zhuǎn)動造成與輪轂的軸連接的磁鐵轉(zhuǎn)�,從而磁鐵的磁場�(chǎn)生一個變化的角度。拉線運動發(fā)生的時�,自動回�(fù)彈簧確保拉線具備一定的張力,確保拉線的位移與磁敏角度的比例�(guān)系�

  (2)磁敏角度感應(yīng)器與磁鐵安裝在同一中心�,用來感�(yīng)磁鐵角度的變�,選用一種微處理器,該處理器讀取磁敏角度信�,并通過建立�(shù)�(xué)模型,將磁敏角度運算為拉線的位移�

  (3)通訊接口,微處理器通過通信接口接收來自�(yīng)用系�(tǒng)的命令并將位移信息通過通信接口返回給應(yīng)用系�(tǒng)�

通信接口

  RS 485總線以其�(jié)�(gòu)簡單、通信速率�、傳輸距離遠等諸多優(yōu)�,在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛�(yīng)�。它采用平衡�(fā)送和差分接收方式實現(xiàn)通信,發(fā)送端將串行口的TTL電平信號�(zhuǎn)換成差分信號A、B兩路輸出,經(jīng)過線纜傳輸之后在接收端將差分信號還原成TTL電平信號。由于傳輸線通常使用雙絞�,又是差分傳�,所以又極強的抗共模干擾的能�,總線收�(fā)器靈敏度很高�

  在基于磁敏角度技�(shù)的拉線式位移傳感器中我們設(shè)計了一路RS 485信號輸出,RS 485接口芯片采用MAX3485,用于與�(yīng)用系�(tǒng)進行位移�(shù)�(jù)�(shù)�(jù)交換。為了確保數(shù)�(jù)通信的可靠�,通信接口采用了光電隔離芯�6N137�

�(jié)�

  利用MLX90316�(gòu)建位置傳感器需要使用磁鐵,在傳感位置安裝活動的機械部件(通常連接在軸的末�)。只要水平磁通量均勻的磁鐵都可以使用。磁鐵的大小和材料并不重要;在機�、磁場和熱容限之�(nèi),水平磁通量必須�20�70 mT(例如�(45±25)mT)范圍以內(nèi)�

  在氣隙問題上,如果距離IC表面的實際氣隙大�7�5 mm,環(huán)形磁鐵要�(yōu)于盤形磁�。磁鐵可以放在軸的末端,使用�(huán)形磁鐵時可以繞在軸上。也可以使用�,殊的磁鐵設(shè)�,獲得旋�(zhuǎn)位置傳感器正常的傳輸特性�

  在“基于FPGA技�(shù)的堤壩位移智能檢測系�(tǒng)”中,將基于磁敏角度技�(shù)的拉線式位移傳感器用于堤壩根石位移采集裝置。監(jiān)測的堤壩一共為7�,每條大壩有5個關(guān)鍵監(jiān)測點,因�,利用RS 485總線將�35個監(jiān)測點組成星型�(wǎng)�(luò)。從試驗�(jié)果可以看�,該傳感器克服傳�(tǒng)拉線式位移傳感器的易磨損、分辨力�、阻值偏�、高頻特性差等缺點,提高了測量精度�

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