MTS位移传感器是一种常见的测量设备,用于测定物体的位移和形变。它们被广泛应用于机械、航空航天、电力、冶金和医疗等领域。基于电阻式传感器技术,可以测量微小的位移和形变。这种传感器利用了材料的电性质和形变之间的关系,将所测量到的信号转换为数字或模拟信号输出。其优点在于其高精度、可靠性和稳定性。与其他传感器相比,具有更高的分辨率和灵敏度,可以测量非常小的位移和形变。此外,它们还具有耐用性和长寿命,适用于各种工业应用。
一、机械结构部分
外壳
通常由金属(如铝合金、不锈钢等)或高强度塑料制成。其主要作用是保护内部的精密部件,使其免受外界环境的物理伤害,如碰撞、磨损、灰尘和水分的侵蚀。金属外壳还能起到电磁屏蔽的作用,减少外界电磁干扰对传感器内部电子元件的影响。例如,在工业车间等存在较多电磁设备的环境下,金属外壳能够保障传感器正常工作。
测量杆(拉杆式传感器)
一般采用高强度钢等材料制成。它是直接与被测物体相接触的部分,其运动与被测物体的位移同步。当被测物体发生位移时,测量杆会相应地伸缩。测量杆的设计精度很高,以确保准确地传递位移变化。例如,在一些高精度的自动化设备中,测量杆的微小直线运动能够精确地反映被测物体的位置变化。
弹簧(部分型号有)
主要用于提供复位力。在一些位移传感器中,当测量杆移动后,弹簧会产生一个相反方向的力,使测量杆能够自动恢复到初始位置。这种结构有助于提高传感器的动态响应能力,并且可以在一定程度上吸收被测物体的冲击力,保护传感器的其他部件。比如,在一些振动环境下使用的位移传感器,弹簧可以起到缓冲的作用。
二、传感及转换部分
感应元件
磁致伸缩型(部分MTS传感器采用):
包含一个特制的磁致伸缩波导丝。当电流脉冲通过波导丝时,会产生一个轴向磁场,该磁场与永9磁铁的磁场相互作用,产生磁致伸缩效应,引起波导丝的扭转或伸缩。这个变化会被敏感元件检测到,从而实现对位移的测量。这种感应方式具有高精度和非接触式测量的优点。
其他类型(如电阻式、电容式等可能被采用的原理):
电阻式:利用电阻随长度变化的原理。传感器内部有一个电阻元件,当测量杆移动时,会改变电阻元件的长度或形状,从而导致电阻值发生变化。通过测量电阻的变化,就可以得到位移的大小。这种方式结构简单,成本较低。
电容式:基于电容原理。传感器内部有两个相对的金属极板,当测量杆移动时,会改变两个极板之间的相对面积或间距,从而引起电容值的变化。测量电容的变化就能确定位移。电容式传感器具有较高的灵敏度和良好的线性度。
信号转换电路
将感应元件检测到的物理量变化转换为电信号输出。它主要包括信号放大电路、滤波电路、调制解调电路等。
信号放大电路:由于感应元件产生的原始信号通常比较微弱,需要经过放大电路进行放大。例如,在磁致伸缩型传感器中,检测到的微弱磁场变化引起的电信号通过放大器进行放大,以便于后续的信号处理。
滤波电路:用于去除信号中的噪声和干扰成分。在复杂的工业环境中,传感器可能会受到电磁干扰、电源波动等多种因素的影响,滤波电路可以提高信号的质量,确保输出信号的准确性和稳定性。
调制解调电路:对于一些需要远距离传输信号的传感器,调制解调电路将信号调制到一个适合传输的频率上,然后在现场再进行解调,恢复原始信号。这样可以有效减少信号在传输过程中的损失和干扰。
三、接口及附件部分
电气接口
常见的有电缆接口或航空插头等。电缆接口用于连接传感器和外部设备(如控制器、数据采集器等),其引脚定义根据传感器的类型和功能而有所不同。航空插头具有连接可靠、耐环境性能好等优点,适用于一些对连接稳定性要求较高的场合。例如,在一些大型机械设备或恶劣的工作环境中,航空插头能够保证传感器与外部设备之间的电气连接稳定,避免因振动、潮湿等因素导致的连接松动或信号中断。
安装附件
包括安装支架、夹具、螺栓、螺母等。安装支架用于将传感器固定在被测物体或安装基础上,有不同的形状和尺寸,以适应各种安装场景。夹具可以辅助传感器更牢固地安装在特定位置,防止其在工作过程中发生晃动或移位。螺栓和螺母则用于将传感器与其他部件紧密连接在一起,确保安装的牢固性。例如,在安装拉杆式位移传感器时,安装支架可以将传感器准确地定位并固定在设备的合适位置,夹具可以进一步限制传感器的横向运动,保证测量的准确性。