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位移傳感器詳解:工作原理、使用方法、常見故障及維修指南

  位移傳感器,又稱為線性傳感器,是一種用于測(cè)量物體或結(jié)構(gòu)位置變化的設(shè)備。它能夠?qū)⑽矬w相對(duì)于參考點(diǎn)的位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體位置變化的監(jiān)測(cè)和控制。位移傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、醫(yī)療健康、汽車工程等領(lǐng)域。

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一、位移傳感器的工作原理

  位移傳感器主要由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,敏感元件負(fù)責(zé)感知被測(cè)物體的位置變化,轉(zhuǎn)換元件則將位置變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或其他形式的信號(hào)輸出。根據(jù)工作原理的不同,位移傳感器可分為電感式、電容式、光電式、霍爾式等多種類型。

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  1. 電感式位移傳感器:利用電感的變化來測(cè)量物體位置的變化。它通常由一個(gè)固定線圈和一個(gè)可移動(dòng)線圈組成,當(dāng)可移動(dòng)線圈靠近或遠(yuǎn)離固定線圈時(shí),固定線圈的電感會(huì)發(fā)生變化,通過測(cè)量變化的電感值來確定物體位置的變化。

  2. 電容式位移傳感器:利用電容的變化來測(cè)量物體位置的變化。由兩個(gè)平行板組成,其中一個(gè)板可移動(dòng)。當(dāng)可移動(dòng)板靠近或遠(yuǎn)離固定板時(shí),兩板之間的電容會(huì)發(fā)生變化,通過測(cè)量變化的電容值來確定物體位置的變化。

  3. 光電式位移傳感器:利用光的反射和透射來測(cè)量物體位置的變化。它由一個(gè)光源、一個(gè)接收器和一塊可移動(dòng)的反射器組成。當(dāng)反射器移動(dòng)時(shí),反射的光信號(hào)會(huì)發(fā)生變化,通過測(cè)量變化的光信號(hào)來確定物體位置的變化。

  4. 霍爾式位移傳感器:利用霍爾效應(yīng)來測(cè)量物體位置的變化。它通常由一個(gè)半導(dǎo)體材料制成,當(dāng)電流通過該材料且磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),通過測(cè)量變化的磁場(chǎng)值來確定物體位置的變化。

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二、位移傳感器的使用方法

  以位移傳感器4000TDZ-A為例,其主要用于測(cè)量軸線的徑向位移和軸向位移,以監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的振動(dòng)情況。具體使用步驟如下:

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  1. 確認(rèn)測(cè)點(diǎn)位置:根據(jù)設(shè)備情況和振動(dòng)要求,選擇合適的測(cè)點(diǎn)位置。通常測(cè)點(diǎn)應(yīng)在設(shè)備中心線上,測(cè)點(diǎn)數(shù)量越多,監(jiān)測(cè)結(jié)果越準(zhǔn)確。

  2. 安裝傳感器:將傳感器固定在測(cè)點(diǎn)位置,確保連接牢固穩(wěn)定,并注意傳感器的方向和角度,以保證測(cè)量準(zhǔn)確。

  3. 連接電纜:將傳感器的電纜連接至數(shù)據(jù)采集設(shè)備,以便將振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中進(jìn)行處理和分析。

  4. 啟動(dòng)設(shè)備:?jiǎn)?dòng)被測(cè)設(shè)備,讓其運(yùn)轉(zhuǎn)至正常工作狀態(tài),此時(shí)傳感器將自動(dòng)開始測(cè)量設(shè)備的振動(dòng)情況。

  5. 數(shù)據(jù)采集和分析:使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)傳感器測(cè)得的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理,根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和維護(hù)。

  6. 定期校準(zhǔn):定期對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。



5.jpg三、位移傳感器的常見故障及維修方法

  1. 故障現(xiàn)象:測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確

    • 原因:可能是由于激光束被遮擋、表面反射率變化、環(huán)境光干擾或電子噪聲等引起。

    • 維修方法:檢查激光束路徑是否被遮擋,確保目標(biāo)表面的反射率適中且穩(wěn)定,減少環(huán)境光干擾,檢查電子設(shè)備是否接地良好。

  2. 故障現(xiàn)象:測(cè)量值不穩(wěn)定

    • 原因:可能是由于校準(zhǔn)不準(zhǔn)確、溫度變化、機(jī)械振動(dòng)或光學(xué)污染(如鏡頭上的污垢)等導(dǎo)致。

    • 維修方法:檢查校準(zhǔn)證書是否過期,確認(rèn)測(cè)量環(huán)境的溫度和振動(dòng)是否在傳感器規(guī)格范圍內(nèi),定期清潔鏡頭,保持光學(xué)性能。

  3. 故障現(xiàn)象:無信號(hào)輸出

    • 原因:可能是由于電纜損壞、接口松動(dòng)、通信協(xié)議不匹配或電源問題等造成。

    • 維修方法:檢查電纜是否完好無損,確認(rèn)接口連接是否牢固,檢查通信協(xié)議和波特率設(shè)置是否正確,確保電源供應(yīng)穩(wěn)定。

  4. 故障現(xiàn)象:傳感器損壞

    • 原因:可能是由于意外撞擊、過度使用或不當(dāng)安裝等導(dǎo)致。

    • 維修方法:檢查傳感器外殼是否有裂紋或變形,確認(rèn)安裝位置是否穩(wěn)固且不受外力影響。避免將傳感器安裝在易受撞擊或振動(dòng)的位置,使用適當(dāng)?shù)陌惭b附件確保傳感器穩(wěn)固。

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四、結(jié)論

  位移傳感器作為重要的測(cè)量設(shè)備,在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。了解其工作原理、掌握正確的使用方法,并能夠及時(shí)診斷和處理常見故障,對(duì)于確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要意義。在使用過程中,應(yīng)定期校準(zhǔn)和維護(hù)傳感器,確保其性能和準(zhǔn)確性。

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五、容濟(jì)機(jī)電維修過的位移傳感器品牌和型號(hào)如下

   1.Keyence

(1)LVDT系列:

(2)GT2系列: GT2-A12, GT2-A32, GT2-H12, GT2-H32

(3)GT-7000系列: GT-701, GT-703, GT-706

(4)激光位移傳感器:

(5)LK-G5000系列: LK-G502, LK-G507, LK-G508

(6)IL系列: IL-030, IL-065, IL-100

   2.Micro-Epsilon

(1)電渦流位移傳感器:

   A、eddyNCDT 3001: EDS-05, EDS-10

   B、eddyNCDT 3100: EDS-18, EDS-28

(2)激光位移傳感器:

   A、optoNCDT 1420: ILD1420-10, ILD1420-200

   B、optoNCDT 2300: ILD2300-2, ILD2300-10

   3.SICK

(1)OD Precision系列:

   A、OD2-P20W10: 10mm測(cè)量范圍

   B、OD2-P30W15: 15mm測(cè)量范圍

(2)OD Value系列:

   A、OD2-B160: 60mm測(cè)量范圍

   B、OD2-B210: 100mm測(cè)量范圍

   4.Omron激光位移傳感器:

(1)ZX2系列: ZX2-LD50, ZX2-LD100

(2)ZX-E系列: ZX-E010, ZX-E025

(3)LVDT系列:

(4)E2E-X系列: E2E-X5ME1, E2E-X8ME1

   5.Baumer

(1)電渦流位移傳感器:

   A、WFM系列: IWFM 12P1701/S35A, IWFM 18P1701/S35A

(2)激光位移傳感器:

   B、OADM系列: OADM 12I6440/S14F, OADM 20I4470/S14F

   6.Banner Engineering

(1)激光位移傳感器:

   A、L-GAGE LE系列: LE250, LE550

   B、Q4X系列: Q4XLD50, Q4XLD100

(2)超聲波位移傳感器:

   A、T30UX系列: T30UX1, T30UX2

   7.HBM (Hottinger Baldwin Messtechnik)

(1)電渦流位移傳感器:

   A、C2/C3系列: C2-100, C2-200

   B、WPS系列: WPS-100, WPS-200

(2)激光位移傳感器:

   A、T100系列: T100-100, T100-200

   8.Novotechnik

(1)旋轉(zhuǎn)位移傳感器:

   A、RFC4800系列: RFC4800-6, RFC4800-8

   B、RFX6900系列: RFX6900-6, RFX6900-8

(2)線性位移傳感器:

   A、LWH系列: LWH-100, LWH-200

   B、TR系列: TR-100, TR-200

   9.Lion Precision

(1)電容位移傳感器:

   A、CPL190系列: CPL190-5, CPL190-10

   B、CPL490系列: CPL490-20, CPL490-50

(2)電渦流位移傳感器:

   A、ECL101系列: ECL101-5, ECL101-10

   B、ECL150系列: ECL150-20, ECL150-50

   10.Kaman Precision Products

(1)電渦流位移傳感器:

   A、KD-2306系列: KD-2306-5, KD-2306-10

   B、KD-5100系列: KD-5100-20, KD-5100-50

(2)電容位移傳感器:

   A、DIT-5200系列: DIT-5200-5, DIT-5200-10

   B、DIT-5300系列: DIT-5300-20, DIT-5300-50

   11.OMEGA Engineering

(1)LVDT系列:

   A、LD610系列: LD610-50, LD610-100

   B、LD620系列: LD620-200, LD620-300

(2)激光位移傳感器:

   A、LD702系列: LD702-50, LD702-100

   B、LD752系列: LD752-200, LD752-300

   12.Solartron Metrology

(1)Orbit ACS系列:

   A、D6P: 6mm位移

   B、D10P: 10mm位移

   13.Linear Displacement Sensors系列:

   A、DP/2S: 2mm位移

   B、DP/10S: 10mm位移

   14.巴魯夫 (Balluff)

(1)磁致伸縮位移傳感器

   A、BTL7系列:BTL7-A110-M0100-B-S32,BTL7-A310-M0200-B-S32,

                        BTL7-E100-M0400-P-S32

    B、BTL6系列:BTL6-A110-M0200-B-KA05,BTL6-A310-M0500-B-S32,

                         BTL6-E100-M0200-P-S32

(1)電感式位移傳感器

   A、BIL系列:BIL M12-M030-2-S49,BIL M18-M080-2-S49,BIL M30-M080-2-                            S49

(2)光學(xué)位移傳感器

   A、BOD系列:BOD 63M-001-S115,BOD 66M-001-S92,BOD 101M-001-S115

(3)電容式位移傳感器

   A、BCS系列:BCS M12BB4-POC20H-S04K,BCS M18BB4-POC50H-S04K,

                       BCS M30BB4-POC80H-S04K

(4)超聲波位移傳感器

   A、BUS系列:BUS M18M1-GPXH-2BPP,BUS M30M1-GPXH-2BPP,

                       BUS R06K1-XXH-3X1X

(5)線性電位計(jì)位移傳感器

   A、BMP系列:BMP001Z,BMP003F,BMP005A

(6)LVDT (Linear Variable Differential Transformer) 位移傳感器

   A、BTL2系列:BTL2-P110-M0200-B-KA02,BTL2-P310-M0500-B-KA02,

                        BTL2-E100-M0200-P-KA02

(7)測(cè)量探頭位移傳感器

   A、BMG系列:BMG 500-KH001-S115,BMG 750-KH001-S115,

                        BMG 1000-KH001-S115

(8)磁性尺位移傳感器

    A、BML系列:BML SL1-K0500-M310-KA05,BML SL1-K1000-M310-KA05,

                         BML SL1-K1500-M310-KA05

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