《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電感式直線位移傳感器在機(jī)床行業(yè)應(yīng)用
摘要: 隨著工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)過程中精度控制要求不斷增高,越來越多的客戶選擇使用模擬量位置控制產(chǎn)品,。用戶能夠因此更易優(yōu)化生產(chǎn)流程,良好地保證生產(chǎn)質(zhì)量,,并且降低了生產(chǎn)成本和故障率。這就是為什么線性位移傳感器得到巨大發(fā)展的原因,,從電位計(jì)式傳感器到磁致伸縮式原理,,再到如今的新型電感式檢測(cè)原理,直線位移傳感器得到了不斷地發(fā)展,。
Abstract:
Key words :

隨著工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)過程中精度控制要求不斷增高,,越來越多的客戶選擇使用模擬量位置控制產(chǎn)品。用戶能夠因此更易優(yōu)化生產(chǎn)流程,,良好地保證生產(chǎn)質(zhì)量,,并且降低了生產(chǎn)成本和故障率,。這就是為什么線性位移傳感器得到巨大發(fā)展的原因,從電位計(jì)式傳感器到磁致伸縮式原理,,再到如今的新型電感式檢測(cè)原理,,直線位移傳感器得到了不斷地發(fā)展。
電感式直線位移傳感器介紹
以電感線圈的工作原理為基礎(chǔ),,研制出的直線位移傳感器是獨(dú)一無二的,,圖爾克公司采用的這項(xiàng)技術(shù)在世界范圍內(nèi)達(dá)到了領(lǐng)先地位。標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量系統(tǒng)的眾多優(yōu)良特性被綜合到一起,,并且得到了進(jìn)一步系統(tǒng)地發(fā)展,。位置檢測(cè)不再是通過磁性滑塊而是通過感應(yīng)式的振蕩電路來完成。因此傳感器完全屏蔽了磁場(chǎng)的干擾,,例如由大型電機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,,具有極好的EMC特性。
新型直線位移傳感器的測(cè)量原理是基于 RLC 耦合電路產(chǎn)生的,,是電感式原理的革新技術(shù)。不像電位計(jì)式或磁致伸縮式傳感器的檢測(cè)原理,,這種測(cè)量方式具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì),。傳感器集成了信號(hào)發(fā)射器和接收器線圈系統(tǒng),它們以印刷線圈的形式被精確地印制在電路板上,。發(fā)射信號(hào)線圈由高頻交流磁場(chǎng)激活并與位置塊(諧振器)相互感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè) RLC 的感應(yīng)電路,。因此,諧振器與接收線圈形成電感式耦合,。在布有接收信號(hào)線圈的位置,,電壓的變化由諧振器與線圈的感應(yīng)而引起。這些電壓即為傳感器的測(cè)量信號(hào),。為了使測(cè)量更加靈活和快速,,傳感器包含了一個(gè)粗略的和一個(gè)精確的測(cè)量線圈系統(tǒng)。前者負(fù)責(zé)粗略定位諧振器的位置,,而后者負(fù)責(zé)精確定位,。雙管齊下保證了它的精確測(cè)量。新型的檢測(cè)原理不但保證了傳感器的精度,,而且能夠使傳感器在非接觸的方式下工作,,在允許范圍內(nèi),即便位置塊發(fā)生偏移或者抖動(dòng),,也不會(huì)對(duì)傳感器輸出產(chǎn)生任何偏差,。
這款傳感器還具有雙層電路板的特點(diǎn),第一層電路板負(fù)責(zé)感應(yīng)信號(hào)的發(fā)送和接受,,位于傳感器感應(yīng)面,。在其下方是第二層電路板,,印有接收信號(hào)處理器部分,是負(fù)責(zé)將信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換再形成輸出,。兩層電路板設(shè)計(jì)使得傳感器的盲區(qū)極小,,是目前市面上盲區(qū)最小的一款直線位移產(chǎn)品。
鑒于這款直線位移傳感器有點(diǎn)眾多,,它能夠勝任于更多的應(yīng)用環(huán)境,,如注塑機(jī)、卷板機(jī),、橡膠機(jī)械,、包裝機(jī)、水電站閘門控制等線性控制領(lǐng)域,。
直線位移傳感器在注塑機(jī)上的應(yīng)用
注塑成型機(jī)簡(jiǎn)稱注塑機(jī),。它的工作原理是這樣的,它是利用塑料的熱塑性,,將物料經(jīng)料筒加熱圈加熱,,使物料熔融,再以高速,、高壓使其快速流入模具的型腔中,,經(jīng)一段時(shí)間的保壓、冷卻,、固化定型后,,模具在合模系統(tǒng)的作用下開啟模具,通過頂出裝置把定型好的制品從模具頂出,。
注射成型是一個(gè)循環(huán)的過程,,每一周期主要包括:定量加料-熔融塑化-鎖合模-注射臺(tái)前移-施壓注塑-充模冷卻-注射臺(tái)后退-開模-頂出制品,取出塑件后又再閉模,,進(jìn)行下一個(gè)循環(huán),。
在這個(gè)循環(huán)工程中有這么幾個(gè)工位是需要精確控制的,分別是鎖合模,、注射臺(tái)移動(dòng),、注塑和頂出制品。注射機(jī)的注塑與鎖合模行程控制對(duì)一臺(tái)注塑機(jī)的表現(xiàn)和產(chǎn)品精度發(fā)揮了決定性的作用,。
近年來,,注塑市場(chǎng)的趨勢(shì)讓越來越多的廠家和用戶注意到位置系統(tǒng)的重要性。舊有的機(jī)械手動(dòng)系統(tǒng)已日漸被現(xiàn)代化的數(shù)字自動(dòng)系統(tǒng)取代,,數(shù)字測(cè)量不但提高了精度,,而且還可以利用現(xiàn)場(chǎng)總線科技作通訊以提升處理速度,這已是業(yè)界里的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)了。早先的應(yīng)用中,,電位計(jì)尺被大量的用于注塑機(jī)上,,但是由于這種產(chǎn)品無論是在精度、可靠性,、行程和壽命都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及磁致伸縮位移傳感器,,因?yàn)槭墙佑|式的,碳刷經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)使用難免磨損,,最終導(dǎo)致失效,。而磁致伸縮位移傳感器精度可以滿足要求,但是抗振動(dòng)能力較差,,并且在安裝上兩端盲區(qū)較大,,不適于在空間有限的工位上使用。因此,,現(xiàn)在的位置控制系統(tǒng)從技術(shù)上來說,,非接觸、無磨損,、堅(jiān)固耐用,、安裝方便、外型緊湊,、帶可連接現(xiàn)場(chǎng)總線的位移傳感器便是不能缺少的了,。
圖爾克瞅準(zhǔn)市場(chǎng)的需求,努力不斷研發(fā)新產(chǎn)品以求完美解決用戶問題,。電感式直線位移傳感器采用新的檢測(cè)原理,不但繼承了磁致伸縮直線位移傳感器的眾多優(yōu)勢(shì),,而且在抗磁場(chǎng)干擾,、抗振動(dòng)性、外型緊湊程度上都有更好表現(xiàn),。由于采用信號(hào)采集和處理分兩個(gè)電路板的設(shè)計(jì),,使傳感器的輸出類型的靈活性大大提高,只需更換不同的信號(hào)處理電路板就能改變傳感器輸出類型,,這使產(chǎn)品成本降低,。目前產(chǎn)品的輸出類型包括模擬量電流/電壓型輸出,SSI高分辨率輸出,,IO-link型輸出,,以及可以訂制總線輸出類型,如Profibus總線,、DeviceNet總線,、CANopen總線等。
圖爾克的這款電感式直線位移傳感器目前正用在德國接插件生產(chǎn)商Escha公司車間的注塑機(jī)上,,每臺(tái)注塑機(jī)使用四只這款傳感器,,在惡劣的工作環(huán)境下傳感器具有非常良好的表現(xiàn),。在每臺(tái)機(jī)器的鎖合模、注塑,、射臺(tái)和頂出四個(gè)工位上傳感器都精確,、穩(wěn)定的保證了位置檢測(cè)。 “圖爾克IP67防護(hù)等級(jí)的傳感器的一個(gè)最重要優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)品堅(jiān)固密封的外殼對(duì)潮濕的環(huán)境有著很好的防護(hù)性,。” Escha公司插件生產(chǎn)部門主管 Markus Hühn 先生提到:“采用非接觸檢測(cè)方式的傳感器的應(yīng)用使我們減去了維護(hù)工作,。圖爾克的電感式直線位移傳感器完全的實(shí)現(xiàn)了我們的預(yù)期希望。”
其他應(yīng)用領(lǐng)域略述
除了在注塑機(jī)行業(yè)的完美應(yīng)用外,,圖爾克的電感式直線位移傳感器同樣適用于其他領(lǐng)域,。基于它的諧振耦合的電路檢測(cè)原理,,它能滿足很多以前其他傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,。例如,在切割機(jī)上,,切割金屬產(chǎn)生的鐵屑一直是一個(gè)難題,,使用電位計(jì)式傳感器的話,鐵屑很容易進(jìn)入到碳刷槽內(nèi),,沒有多久鐵屑堆積而使傳感器量程不準(zhǔn),。如果使用磁致伸縮式傳感器雖然不存在這類問題,但是磁性滑塊會(huì)吸附很多的鐵屑,,久而久之如果沒有人清除,,鐵屑堆積同樣會(huì)使滑塊與傳感器表面產(chǎn)品摩擦,造成隨壞,。而電感式傳感器由于他特有的檢測(cè)原理,,很好的解決了這樣的問題,不會(huì)造成鐵屑堆積,,傳感器會(huì)持續(xù)保持穩(wěn)定高精度的輸出,,減少維護(hù)成本。在很多的折彎?rùn)C(jī)或卷彎?rùn)C(jī)上都是有同樣的優(yōu)勢(shì),。
小結(jié)
圖爾克的這款電感式直線位移傳感器以獨(dú)特的創(chuàng)新的檢測(cè)原理技術(shù)開辟了直線位移傳感器的新領(lǐng)域,,同時(shí)還具有非接觸無磨損的測(cè)量方式、堅(jiān)固的鋁制外殼,、高精度和線性度,、多色的LED指示燈顯示、方便快捷的編程測(cè)量距離,、極小盲區(qū)等優(yōu)勢(shì),。它以創(chuàng)新的技術(shù)、突出的優(yōu)勢(shì)、良好的表現(xiàn)漸漸地取得了客戶的信賴,。

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