常見的BALLUFF傳感器種類及優缺點

    常見的BALLUFF傳感器種類及優缺點
    BALLUFF傳感器利用兩個不同磁場相交時產生的應變脈沖信號來計算出磁場相交點的準確位置。測量過程是由傳感器的電子倉內產生電流脈沖，該電流脈沖在波導管內傳輸，并在管外產生個圓周磁場，當該磁場和套在波導管上作為位置變化的活動磁環產生的磁場相交時，由于磁致伸縮的作用波導管內會產生個應變機械波脈沖信號，這個應變機械波脈沖信號以固定的聲音速度傳輸并很快被電子倉檢測到，通過測量時間便可確定距離了。由于輸出信號是個真正的值，而不是比例的或放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，更無需定期重標。
    BALLUFF傳感器優點：重復精度高，抗干擾能力強，非接觸式不易磨損，使用壽命長。
    BALLUFF傳感器缺點：必須要有的穩定電壓輸入，否者輸出不正常。
    BALLUFF傳感器光電式：它根據被測對象阻擋光通量的多少來測量對象的位移或幾何尺寸。特點是屬于非接觸式測量，并可進行連續測量。
    優點：光電式位移傳感器常用于連續測量線材直徑或在帶材邊緣位置控制系統中用作邊緣位置傳感器。
    缺點：應用范圍不廣只是適合某些特點進行提高。
    霍耳式： 它的測量原理是保持霍耳元件(見半導體磁敏元件)的激勵電流不變，并使其在個梯度均勻的磁場中移動，則所移動的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場梯度越大，靈敏度越高;梯度變化越均勻,霍耳電勢與位移的關系越接近于線性。圖2中是三種產生梯度磁場的磁系統：a系統的線性范圍窄，位移Z=0時，霍耳電勢≠0;b系統當Z2毫米時具有良好的線性，Z=0時,霍耳電勢=0;c系統的靈敏度高,測量范圍小于1毫米。圖中N、S分別表示正、負磁極。
    BALLUFF傳感器優點：慣性小、頻響高、工作可靠、壽命長，因此常用于將各種非電量轉換成位移后再進行測量的場合。
    線繞式電位器：由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統中用作位移反饋元件，則過大的階躍電壓會引起系統振蕩。因此在電位器的制作中應盡量減小每匝的電阻值。
    BALLUFF傳感器優點：結構簡單，輸出信號大，使用方便，價格低廉。
    BALLUFF傳感器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值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉換為電壓輸出。
    1、辨向原理 在實際應用中，位移具有兩個方向，即選定個方向后，位移有正負之分，因此用個光電元件測定莫爾條紋信號確定不了位移方向。為了辨向，需要有 π/2相位差的兩個莫爾條紋信號。如圖2，在相距1/4條紋間距的位置上安放兩個光電元件，得到兩個相位差π/2的電信號u01和u02，經過整形后得到兩個方波信號u01’和u02’。光柵正向移動時u01超前u02 90度，反向移動時u02超前u01 90度，故通過電路辨相可確定光柵運動方向。
    2、細分技術 隨著對測量精度要求的提高，以柵距為單位已不能滿足要求，需要采取適當的措施對莫爾條紋進行細分。所謂細分就是在莫爾條紋信號變化個周期內，發出若干個脈沖，以減少脈沖當量。如個周期內發出n個脈沖，則可使測量精度提高n備，而每個脈沖相當于原來柵距的1/n。由于細分后計數脈沖頻率提高了 n倍，因此也稱n倍頻。
    通常用的有兩種細分方法：其、直接細分。在相差1/4莫爾條紋間距的位置上安放兩個光電元件，可得到兩個相位差90o的電信號，用反相器反相后就得到四個依次相差90o的交流信號。同樣，在兩莫爾條紋間放置四個依次相距1/4條紋間距的光電元件，也可獲得四個相位差90o的交流信號，實現四倍頻細分。其二、電路細分。
    2、根據材質分類:
    BALLUFF傳感器元件將機械位移轉換成與之成線性或任意函數關系的電阻或電壓輸出。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器。但是，為實現測量位移目的而設計的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有個確定關系。圖1中的電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相連。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值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉換為電壓輸出。線繞式電位器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統中用作位移反饋元件，則過大的階躍電壓會引起系統振蕩。