《電子技術應用》
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電感式直線位移傳感器在機床行業(yè)應用
摘要: 隨著工業(yè)應用領域對生產(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,,從電位計式傳感器到磁致伸縮式原理,再到如今的新型電感式檢測原理,,直線位移傳感器得到了不斷地發(fā)展,。
Abstract:
Key words :

隨著工業(yè)應用領域對生產(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,,從電位計式傳感器到磁致伸縮式原理,再到如今的新型電感式檢測原理,,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,研制出的直線位移傳感器是獨一無二的,,圖爾克公司采用的這項技術在世界范圍內達到了領先地位,。標準的測量系統(tǒng)的眾多優(yōu)良特性被綜合到一起,并且得到了進一步系統(tǒng)地發(fā)展,。位置檢測不再是通過磁性滑塊而是通過感應式的振蕩電路來完成,。因此傳感器完全屏蔽了磁場的干擾,例如由大型電機產(chǎn)生的強磁場干擾,,具有極好的EMC特性,。
新型直線位移傳感器的測量原理是基于 RLC 耦合電路產(chǎn)生的,是電感式原理的革新技術,。不像電位計式或磁致伸縮式傳感器的檢測原理,,這種測量方式具有相當大的優(yōu)勢,。傳感器集成了信號發(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)射信號線圈由高頻交流磁場激活并與位置塊(諧振器)相互感應產(chǎn)生一個 RLC 的感應電路,。因此,諧振器與接收線圈形成電感式耦合,。在布有接收信號線圈的位置,,電壓的變化由諧振器與線圈的感應而引起。這些電壓即為傳感器的測量信號,。為了使測量更加靈活和快速,,傳感器包含了一個粗略的和一個精確的測量線圈系統(tǒng)。前者負責粗略定位諧振器的位置,,而后者負責精確定位,。雙管齊下保證了它的精確測量。新型的檢測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,即便位置塊發(fā)生偏移或者抖動,,也不會對傳感器輸出產(chǎn)生任何偏差。
這款傳感器還具有雙層電路板的特點,,第一層電路板負責感應信號的發(fā)送和接受,,位于傳感器感應面。在其下方是第二層電路板,,印有接收信號處理器部分,,是負責將信號進行數(shù)模轉換再形成輸出。兩層電路板設計使得傳感器的盲區(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眾多,它能夠勝任于更多的應用環(huán)境,,如注塑機,、卷板機、橡膠機械,、包裝機,、水電站閘門控制等線性控制領域。
直線位移傳感器在注塑機上的應用
注塑成型機簡稱注塑機,。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-注射臺前移-施壓注塑-充模冷卻-注射臺后退-開模-頂出制品,,取出塑件后又再閉模,,進行下一個循環(huán)。
在這個循環(huán)工程中有這么幾個工位是需要精確控制的,,分別是鎖合模,、注射臺移動、注塑和頂出制品,。注射機的注塑與鎖合模行程控制對一臺注塑機的表現(xiàn)和產(chǎn)品精度發(fā)揮了決定性的作用,。
近年來,注塑市場的趨勢讓越來越多的廠家和用戶注意到位置系統(tǒng)的重要性,。舊有的機械手動系統(tǒng)已日漸被現(xiàn)代化的數(shù)字自動系統(tǒng)取代,,數(shù)字測量不但提高了精度,而且還可以利用現(xiàn)場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)標準了,。早先的應用中,電位計尺被大量的用于注塑機上,,但是由于這種產(chǎn)品無論是在精度,、可靠性、行程和壽命都遠遠不及磁致伸縮位移傳感器,,因為是接觸式的,,碳刷經(jīng)過長時間重復使用難免磨損,最終導致失效,。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)從技術上來說,,非接觸,、無磨損、堅固耐用,、安裝方便,、外型緊湊,、帶可連接現(xiàn)場總線的位移傳感器便是不能缺少的了。
圖爾克瞅準市場的需求,,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原理,不但繼承了磁致伸縮直線位移傳感器的眾多優(yōu)勢,,而且在抗磁場干擾,、抗振動性、外型緊湊程度上都有更好表現(xiàn),。由于采用信號采集和處理分兩個電路板的設計,,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公司車間的注塑機上,,每臺注塑機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)。在每臺機器的鎖合模,、注塑、射臺和頂出四個工位上傳感器都精確,、穩(wěn)定的保證了位置檢測,。 “圖爾克IP67防護等級的傳感器的一個最重要優(yōu)勢是產(chǎn)品堅固密封的外殼對潮濕的環(huán)境有著很好的防護性。” Escha公司插件生產(chǎn)部門主管 Markus Hühn 先生提到:“采用非接觸檢測方式的傳感器的應用使我們減去了維護工作,。圖爾克的電感式直線位移傳感器完全的實現(xiàn)了我們的預期希望,。”
其他應用領域略述
除了在注塑機行業(yè)的完美應用外,圖爾克的電感式直線位移傳感器同樣適用于其他領域,?;谒闹C振耦合的電路檢測原理,它能滿足很多以前其他傳感器所不能實現(xiàn)的行業(yè)應用領域,。例如,,在切割機上,切割金屬產(chǎn)生的鐵屑一直是一個難題,,使用電位計式傳感器的話,,鐵屑很容易進入到碳刷槽內,,沒有多久鐵屑堆積而使傳感器量程不準。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原理,很好的解決了這樣的問題,,不會造成鐵屑堆積,,傳感器會持續(xù)保持穩(wěn)定高精度的輸出,減少維護成本,。在很多的折彎機或卷彎機上都是有同樣的優(yōu)勢,。
小結
圖爾克的這款電感式直線位移傳感器以獨特的創(chuàng)新的檢測原理技術開辟了直線位移傳感器的新領域,同時還具有非接觸無磨損的測量方式,、堅固的鋁制外殼,、高精度和線性度、多色的LED指示燈顯示,、方便快捷的編程測量距離,、極小盲區(qū)等優(yōu)勢。它以創(chuàng)新的技術,、突出的優(yōu)勢,、良好的表現(xiàn)漸漸地取得了客戶的信賴。

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