拉绳式位移传感器(SGD-80-3拉绳传感器设计方案分享)

Posted 2023-05-27

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拉绳式位移传感器(SGD-80-3拉绳传感器设计方案分享)

大家好，我是【广州工控传感★科技】SGD-80-3拉绳位移传感器事业部，张工。

SGD-80-3传感器设计方案

SGD-80-3位移传感器通过电位计元件将机械位移转换为线性或任意函数的电阻或电压输出。普通线性电位器和圆形电位器都可以分别用作线性位移和角位移传感器。然而，设计用于测量位移的电位器需要位移变化和电阻变化之间的明确关系。

SGD-80-3

SGD-80-3位移传感器的动刷与被测物体相连，物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。电阻值的变化反映了位移的大小，电阻值的增减指示了位移的方向。通常，电源电压加在电位器上，电阻变化转换成电压输出。
传统的拉线位移传感器由于其电阻随着电刷的移动而逐步变化，因此具有阶梯式输出特性。如果将这种位移传感器用作伺服系统中的位移反馈元件，过大的阶跃电压会导致系统振荡。因此，在电位器的生产中应尽量减少每匝的阻值。基于磁角技术的拉线位移传感器以磁场为传输载体，将位移转换为磁场角位移，同时通过通讯接口将位移信号返回给应用系统。

SGD-80-3

一、总体设计方案

基于磁敏角度技术的拉线位移传感器的作用是将拉线的机械位移转换为可测量、可记录或可传输的电信号。它主要由自动回位弹簧、轮毂、磁铁和数据处理单元组成。

SGD-80-3

从图1可以看出，基于磁敏角度技术的线拉式SGD-80-3位移传感器主要由6部分组成，改变了传统的接触式线拉式SGD-80-3位移传感器型、易磨损和高频特性。差等缺点，基于磁敏角度技术的拉线位移传感器，是利用磁场作为介质，将机械位移变化转化为磁场角度变化。高频特性，从而保证位移检测精度。数据处理计算器用于将接收到的磁敏角信号通过数学模型计算为拉线的位移信号。通信接口通过通信接口与应用系统的设备进行通信，接收应用系统设备的指令，并将采集到的位移信号反馈给应用系统。

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各组件的功能描述如下：

(1)拉线的钢丝绳缠绕在轮毂上，轮毂上用磁铁连接。当拉线位移时，它会驱动轮毂的旋转。轮毂的旋转使连接在轮毂轴上的磁铁旋转，从而产生磁铁的磁场。一个变化的角度。当电缆发生运动时，自动回位弹簧保证电缆具有一定的张力，并保证电缆的位移与磁敏角成正比关系。

(2)磁敏角度传感器与磁铁安装在同一中心轴上，感应磁铁角度的变化。选用微处理器，读取磁敏角信息，建立数学模型对磁敏角进行转换。角度操作是拉线的位移。
(3)通信接口，微处理器通过通信接口接收应用系统的指令，通过通信接口向应用系统返回位移信息。

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硬件接口电路设计

数据处理单元由磁角传感器、微处理器单元、通讯接口和输出模块组成。具体功能块如图2所示。

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通过分析图2，将拉线位移引起的磁体磁场旋转角度转换为磁敏角。微处理器单元选用32位嵌入式ARM对接收到的磁敏角数据进行处理，完成磁敏角数据的接收。由于接收角是磁场换算角，直径等因素，将磁敏角换算成电缆的位移。因此，为了快速实现数据接收和模型建立。输入输出控制模块负责各种外部接口的处理，如通过通信接口接收应用系统的指令，将采集到的位移结果返回给应用系统，以便微处理器单元执行以下指令。应用系统并收集结果，通过接口安全可靠地发送到应用设备，主要包括1路RS485和4-20mA电流输出。