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        如何在工業場景中選擇位置傳感器

        時間:2022-06-13 14:58:21來源:電子發燒友網

        導語:?在復雜的工業場景中,任何一個傳感器的選取都不能馬虎,位置傳感器也不例外。那,如何在工業場景選擇位置傳感器?

          如何在工業場景中選擇位置傳感器

          位置傳感器作為萬物互聯下的重要傳感器件之一,可將被測物體的位置轉換為輸出信號,給到準確的線性位置、旋轉和角度位置信息。所以,在工業場景中,選對傳感器非常重要。

          1、磁性位置傳感器

          磁性位置傳感器作為目前使用廣泛的位置傳感器之一,由于其小尺寸封裝和低功耗等優勢,在汽車和電機等應用中獲得了廣泛的應用。這類傳感器通過磁場變化來測量相對位移,從而判斷角度的變化,最常見的形式就是基于霍爾效應的角度位置傳感器。角度位置檢測在工業場景中可謂屢見不鮮,比如定向噴灑、閥門控制以及擋板調整等等,也讓這類磁性位置傳感器有了大展身手的空間。

          以AMS的AS5070為例,AS5070就是一款基于霍爾效應的高分辨率角度位置傳感器,可用于精確的絕對角度測量,分為模擬輸出的AS5070A版本和數字輸出的AS5070B版本,后者可以編程為一個PWM或SENT輸出接口。AS5070提供14位的分辨率,可以有效解決小角度便宜的問題。

          雖然這類磁性位置傳感器可以做到小型化集成化,在角度測量上也能實現高精度和低功耗,但也不是毫無缺陷。比如這類磁性傳感器由于對周圍的導磁材料和磁場較為敏感,所以傳感器廠商都會加入一定的抗磁干擾技術。比如上述的AS5070就通過其傳感器陣列+模擬前端組成的架構來補償外部雜散磁場,從而省去屏蔽減少系統成本。

          此外,由于多數磁性位置傳感器用到的都是NdFeB永磁體,雖然這類傳感器本身可靠性極高,但這種永磁材料由于眾所周知的脆性原因,也讓這類傳感器與一些存在惡劣沖擊的工業環境失之交臂。

          2、聞聲定位的超聲波

          然而對于不適宜直接接觸測量的物體,還有一種方案,那就是利用超聲波技術。與光學位置傳感器類似,超聲波位置傳感器在非接觸式位置傳感上有著獨到的優勢,尤其是一些表面、顏色或結構復雜讓光電傳感器束手無策的物體。超聲波位置傳感器由換能器產生高頻聲波,接收物體反射的信號,通過飛行時間來計算距離,可對各種形態等進行可靠的位置檢測和精確的連續距離測量,特別是用于封閉容器內的液位檢測。

          然而這類超聲波傳感器有的雖然可編程,具備自學習功能,但自適應性并不算強。就拿它擅長的容器液位監測來說,容器的不同直徑乃至不同高度都會對測量精度造成影響,需要選擇正確量程的傳感器,或是用束波管或IO-Link來調整波束寬度,從而確保聲音不會與容器內部起沖突。

          與其他位置傳感器一樣,超聲波位置傳感器也不是全場景適用的。聲學的特質為超聲波位置傳感器帶來了不少優點,卻也引入了一些限制。比如在真空環境中,超聲波傳感器就沒轍了,因為聲音無法在該環境下傳播。你可能會說哪有那么多真空環境,然而大部分真空環境都是在工業場景中,所以不得不將其納入考量。

          傳統的不一定是最差的

          雖然位置傳感器上一直在追求創新,但這并不意味著LVDT/RVDT等傳統感應式位置傳感器失去了市場。固然他們有著又大又貴的缺陷,但在準確性和可靠性上依然是數一數二的,為此有的廠商也開始在傳統感應式位置傳感器的原理上構思新點子。

          比如CeleraMotion的IncOder位置傳感器,就通過PCB技術消除了傳統感應式傳感器的相擾結構。以IncOder角度位置傳感器為例,該傳感器主要有定子和轉子兩個部件組成,定子上電后即可得出轉子相對定子的絕對角度,而無需兩者之間產生運動。而且多層PCB可將多個傳感器集成在一起,用于一些冗余安全設計。


        標簽: 傳感器?

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