ZED53可定制差動(dòng)電渦流位置傳感器特點(diǎn):
(1)、無(wú)磨損與非接觸測(cè)量,差動(dòng)原理
(2)、高精度(優(yōu)于±0.3 %FSO)與高分辨率(<0.002 %FSO)
(3)、高溫度穩(wěn)定性(優(yōu)于±0.003 %FSO/°C)
(4)、安裝簡(jiǎn)單,um級(jí)的安裝精度
(5)、支持探頭定制(探頭的量程、形狀、材料、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度可以定制)
(6)、可測(cè)鐵磁與非鐵磁材料
(7)、適用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境:污垢、壓力、 高/低溫度
在渦流差動(dòng)系統(tǒng)中,感應(yīng)電橋中的兩個(gè)線(xiàn)圈安裝在兩個(gè)獨(dú)立的傳感器中。并不是一個(gè)有源線(xiàn)圈和一個(gè)參考線(xiàn)圈,而是兩個(gè)傳感器都包含有源線(xiàn)圈,這兩個(gè)傳感器通常放置在目標(biāo)的相對(duì)兩側(cè)或目標(biāo)樞軸點(diǎn)的相對(duì)兩側(cè)。當(dāng)目標(biāo)靠近一個(gè)傳感器時(shí),它會(huì)遠(yuǎn)離另一個(gè)傳感器,從而增加電感電橋一條腿的阻抗,并降低另一條腿的阻抗。這種推挽效應(yīng)放大了每位移的線(xiàn)性輸出,并消除了對(duì)增加噪聲和漂移的求和放大器的需要。因此,差分系統(tǒng)比單端系統(tǒng)提供更高的分辨率和熱穩(wěn)定性。
影響測(cè)量精度的因素
(1)、目標(biāo)板尺寸:目標(biāo)板尺寸應(yīng)大于探頭尺寸的3倍,且在探頭直徑的3倍空間內(nèi)存在除目標(biāo)物外的其他導(dǎo)電材料將造成線(xiàn)性的惡化;
(2)、目標(biāo)材料:被測(cè)目標(biāo)材料如果不使用的材料將使非線(xiàn)性、溫度穩(wěn)定性與參數(shù)表產(chǎn)生差異,用戶(hù)可在重新標(biāo)定之后正常使用;
(3)、目標(biāo)厚度:目標(biāo)導(dǎo)體的厚度至少是4倍肌膚深度以上,對(duì)鋁合金材料目標(biāo)厚度大于0.4mm。如果兩個(gè)測(cè)量探頭測(cè)量目標(biāo)同—位置的正反面,建議目標(biāo)厚度大于1mm。
(4)、調(diào)零過(guò)程:安裝探頭時(shí)按照調(diào)零步驟進(jìn)行操作,在第1、2步驟中盡量準(zhǔn)確的將電壓調(diào)整到Vref和0V。如果零點(diǎn)位置偏差較大可能造成非線(xiàn)性、溫度穩(wěn)定性的惡化;
(5)、探頭匹配:為保證傳感器達(dá)到出廠(chǎng)標(biāo)定的性能指標(biāo),4個(gè)測(cè)量探頭的編號(hào)與通道編號(hào)對(duì)應(yīng)連接,不可隨意配對(duì)安裝;
(6)、固定結(jié)構(gòu):測(cè)量探頭的固定結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量穩(wěn)定和緊湊,復(fù)雜的傳動(dòng)鏈和熱膨脹系數(shù)高的框架材料將惡化測(cè)量的溫度穩(wěn)定性;
(7)、角度偏差:目標(biāo)板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與測(cè)量探頭表面不平行,造成線(xiàn)性的惡化,但對(duì)噪聲和溫漂系數(shù)影響不大,用戶(hù)可在重新標(biāo)定后正常使用。
屏蔽探頭和非屏蔽探頭
(1)、非屏蔽探頭
線(xiàn)圈用PEEK材料封裝 電磁場(chǎng)分布范圍大 測(cè)量范圍大需要更大的被測(cè)面尺寸 對(duì)相鄰導(dǎo)體的抗干擾性差 | ![]() |
(2)、屏蔽探頭
PEEK封裝與金屬外殼平齊 電磁場(chǎng)分布范圍小,測(cè)量范圍小 對(duì)相鄰導(dǎo)體的抗干擾性強(qiáng) | ![]() |
校準(zhǔn)
為了保持ZED53傳感器具有的綜合性能(特別是溫度穩(wěn)定性),傳感器不提供用于調(diào)整靈敏度和零位的電位器。如果遇到更換目標(biāo)材料、目標(biāo)尺寸偏小、測(cè)量探頭周?chē)衅渌饘俚忍厥馇闆r需要重新標(biāo)定,則可以記錄下位移與輸出電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系,利用數(shù)字校正的方式進(jìn)行優(yōu)化。通常情況下,數(shù)字校正比模擬校正更能保持傳感器的綜合性能。
安裝方式
(1)、螺紋探頭
螺紋固定是比較常用的固定方式,有以下兩種固定方式,探頭需要伸出金屬螺母或固定板一段距離,具體數(shù)值見(jiàn)探頭尺寸圖。
由于螺紋間隙的存在,探頭的安裝角度可能存在一定的誤差,選配和探頭接觸緊密的螺母可以一定程度上減小誤差。
(2)、光桿探頭
光桿探頭可以采用圓周抱死固定,可提供穩(wěn)固的固定效果。探頭需要伸出金屬夾具一段距離,具體數(shù)值見(jiàn)探頭尺寸圖。
ZED53可定制差動(dòng)電渦流位置傳感器應(yīng)用領(lǐng)域:
快速轉(zhuǎn)向鏡
伺服控制位置反饋
舞臺(tái)定位
角位移指示
X-Y 軌道位置反饋
觸控筆位置
磁懸浮軸承定位
精密構(gòu)件平衡
集成電路制造平臺(tái)定位
……
ZED53可定制差動(dòng)電渦流位置傳感器技術(shù)規(guī)格:
型號(hào) | ZED53-0.2 | ZED53-0.5 | ZED53-0.8 | |
量程 | ±0.2 mm | ±0.5 mm | ±0.8 mm | |
分辨率 | @NULL | <0.003 %FSO | <0.002 %FSO | <0.002 %FSO |
@FSO | <0.004 %FSO | <0.003 %FSO | <0.003 %FSO | |
線(xiàn)性 | < ±0.3 %FSO1) | < ±0.5 %FSO | < ±1 %FSO | |
模擬輸出帶寬(-3dB) | 10 kHz | |||
溫度穩(wěn)定性 | @NULL | <±0.005 %FSO/°C | <±0.004 %FSO/°C | <±0.003 %FSO/°C |
@FSO | <±0.02 %FSO/°C | <±0.03 %FSO/°C | <±0.03 %FSO/°C | |
最小間隙 | 0.1 mm | |||
輸出電壓 | -5V ...+5V | |||
供電 | 12...24 V, 0.4 W | |||
目標(biāo)材料2) | 鐵磁性、非鐵磁性材料 | |||
使用溫度 | 電路 | -40...+60 ℃ | ||
探頭 | -55...+100 ℃ | |||
1) FSO:Full Scall Output(滿(mǎn)量程輸出) 2) 出廠(chǎng)標(biāo)定材料:6061鋁和Q235鋼 |
ZED53可定制差動(dòng)電渦流位置傳感器測(cè)量原理:
渦流原理:在電感式位移傳感器中,渦流原理占有的地位。通過(guò)渦流進(jìn)行位移測(cè)量是基于從振蕩電路中提取渦流能量。傳感器探頭的核心是線(xiàn)圈,給線(xiàn)圈通以高頻交流信號(hào),線(xiàn)圈周?chē)蜁?huì)形成磁場(chǎng);如果將導(dǎo)體放置在該磁場(chǎng)中,根據(jù)法拉第感應(yīng)定律,則會(huì)感應(yīng)出渦流場(chǎng),該電渦流場(chǎng)反過(guò)來(lái)影響磁場(chǎng)強(qiáng)度,并最終改變線(xiàn)圈的電感和電阻。線(xiàn)圈和導(dǎo)體的距離越近,在導(dǎo)體內(nèi)形成的電渦流強(qiáng)度就越大,線(xiàn)圈電感和電阻變化量就越大,因此線(xiàn)圈的電感和電阻值與距離產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)關(guān)系。傳感器控制器內(nèi)部的精密解調(diào)電路可以獲取線(xiàn)圈的信號(hào)幅度和相位位置的變化來(lái)計(jì)算線(xiàn)圈的阻抗信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。
差分原理:差分測(cè)量系統(tǒng)是精密測(cè)量技術(shù)的重大進(jìn)步。 它們提供出色的分辨率、可重復(fù)性和歸零精度,用于檢測(cè)導(dǎo)電目標(biāo)相對(duì)于一對(duì)非接觸式傳感器的對(duì)齊/居中位置。對(duì)于差分測(cè)量應(yīng)用,每個(gè)通道有兩個(gè)精確匹配的傳感器位于目標(biāo)的相對(duì)兩側(cè)或兩端。在這種傳感器到目標(biāo)的關(guān)系中,當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離一個(gè)傳感器時(shí),它向另一個(gè)傳感器移動(dòng)等量。輸出為差分和雙極。同一電橋的相對(duì)腿上的電子匹配傳感器提供了的熱穩(wěn)定性。
相位解調(diào)法:傳感器能達(dá)到超高分辨率的原因是使用了相位解調(diào)法。常用的解調(diào)電路中使用較多運(yùn)放,不可避免的引入很多系統(tǒng)噪聲。而相位解調(diào)法具有超高的靈敏度,不需要高增益的運(yùn)放即可達(dá)到理想的輸出范圍。