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�(jī)械位移轉(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�(shí)�(xiàn)�(cè)量位移目的而設(shè)�(jì)的電位器,要求在位移變化和電阻變化之間有一�(gè)確定�(guān)�。電位器式位移傳感器的可�(dòng)電刷與被�(cè)物體相�,物體的位移引起電位器移�(dòng)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(dòng)�(shí)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�(shí),則過大的階躍電壓會(huì)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�(shí),電位器式傳感器的另一�(gè)主要缺點(diǎn)是易磨損、分辨力差、阻值偏�、高頻特性差,從而導(dǎo)致測(cè)量精度的下降。它的優(yōu)�(diǎn)是:�(jié)�(gòu)簡單,輸出信�(hào)大,使用方便,價(jià)格低��
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�(diǎn),基于磁敏角度技�(shù)的拉線式位移傳感器以磁場為媒�,將�(jī)械位移變化轉(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�、提高了系統(tǒng)高頻特性,從而確保位移檢�(cè)精度。數(shù)�(jù)處理�(yùn)算器,用于對(duì)接收到的磁敏角度信號(hào)通過�(shù)�(xué)模型�(yùn)算為拉線的位移信�(hào)。通信接口,通過通信接口與應(yīng)用系�(tǒng)的設(shè)備�(jìn)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(hào)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�
1)拉線的鋼繩纏繞在輪轂�,輪轂與一�(gè)磁鐵連接在一�,當(dāng)拉線�(chǎn)生位移的�(shí)�,帶�(dòng)輪轂的轉(zhuǎn)�(dòng),輪轂的�(zhuǎn)�(dòng)造成與輪轂的軸連接的磁鐵轉(zhuǎn)�(dòng),從而磁鐵的磁場�(chǎn)生一�(gè)變化的角度。拉線運(yùn)�(dòng)�(fā)生的�(shí)�,自�(dòng)回復(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)��
(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�,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�(yùn)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)�
RS 485總線以其�(jié)�(gòu)簡單、通信速率�、傳輸距離遠(yuǎn)等諸多優(yōu)�(diǎn),在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛�(yīng)用。它采用平衡�(fā)送和差分接收方式�(shí)�(xiàn)通信,發(fā)送端將串行口的TTL電平信號(hào)�(zhuǎn)換成差分信號(hào)A、B兩路輸出,經(jīng)過線纜傳輸之后在接收端將差分信號(hào)還原成TTL電平信號(hào)。由于傳輸線通常使用雙絞�,又是差分傳�,所以又極強(qiáng)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�?cè)O(shè)�(jì)了一路RS 485信號(hào)輸出,RS 485接口芯片采用MAX3485,用于與�(yīng)用系�(tǒng)�(jìn)行位移數(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�
利用MLX90316�(gòu)建位置傳感器需要使用磁鐵,在傳感位置安裝活�(dòng)的機(jī)械部�(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�;在�(jī)�、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(shí)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�,使用環(huán)形磁鐵時(shí)可以繞在軸上。也可以使用�,殊的磁鐵設(shè)�(jì),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�(cè)系統(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�。監(jiān)�(cè)的堤壩一共為7條,每條大壩�5�(gè)�(guān)鍵監(jiān)�(cè)�(diǎn),因此,利用RS 485總線將�35�(gè)�(jiān)�(cè)�(diǎn)組成星型�(wǎng)�(luò)。從試驗(yàn)�(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、分辨力差、阻值偏�、高頻特性差等缺�(diǎn),提高了�(cè)量精��