位移檢測系統(tǒng)分析.ppt

1、位移檢測系統(tǒng)分析,引言：,咨詢公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場報(bào)告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預(yù)計(jì)2010年全球傳感器市場可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示，東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區(qū)，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場分布最大的地區(qū)。就世界范圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場，占第二位的是過程控制市場，看好通訊市場前景。,內(nèi)容簡介：,一、位移傳感器的定義及分類,二、幾種常見的位移傳感器,1.電感式位移傳感器,2.磁致伸縮線性位移傳感器,3.電渦流傳感器,三、典型位移檢測系統(tǒng)分析 磁尺位移檢測系統(tǒng)在熱連軋機(jī)側(cè)導(dǎo)板開度檢測改造

2、中的應(yīng)用,一、位移傳感器的定義,所謂位移傳感器就是利用各種元件檢測對象的物理變化量，通過將該變化量轉(zhuǎn)換為距離，來測量從傳感器到對象物的距離位移的機(jī)器。根據(jù)使用元件的不同，分為光學(xué)式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。,測位移就是測量剛體平移或轉(zhuǎn)動時(shí)的線位移或角位移的機(jī)械量，用于測量機(jī)械位移，機(jī)械零部件的幾何參數(shù)（尺寸、表面形狀等）以及在加工過程中需要連續(xù)測量的幾何尺寸如鋼板、紙和橡膠等。 位移傳感器是測量位移的重要元器件，是位移檢測系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。,磁致伸縮位移傳感器,自復(fù)位式位移傳感器,激光位移傳感器,各種各樣的位移傳感器：,電渦流位移傳感器,直線位移傳感器,超聲波位

3、移傳感器,位移傳感器的分類：,根據(jù)輸出信號的類型可分為模擬式位移傳感器、數(shù)字式位移傳感器兩類；,根據(jù)運(yùn)動方式可分為直線位移傳感器、角度位移傳感器,根據(jù)材質(zhì)可分為金屬膜傳感器、導(dǎo)電塑料傳感器、光電式傳感器、磁敏式傳感器、金屬玻璃鈾傳感器、繞線傳感器、電位器式位移傳感器,根據(jù)被測物體的位置關(guān)系可分為接觸式位移傳感器、非接觸式位移傳感器,二、幾種常見的位移傳感器：,1.電感式位移傳感器,電感式位移傳感器PR9350,電感式位移傳感器PR9350采用電感式測量原理，供電電壓為5V、靈敏度高、線性誤差小、溫度范圍廣泛。,工作原理： 電感式位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，接通電源后，在開關(guān)的感應(yīng)面

4、將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。,性能特點(diǎn)：電感式位移傳感器具有無滑動觸點(diǎn)，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下。,應(yīng)用領(lǐng)域：位移傳感器主要應(yīng)用在自動化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控制。,輸出特性曲線：,2.磁致伸縮線性位移傳感器,磁致伸縮液位位移傳感器,工作原理：當(dāng)工作時(shí)，由電子倉內(nèi)電子電路產(chǎn)生一起始脈沖，此起始脈沖在波導(dǎo)絲中傳輸時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生了一沿波導(dǎo)絲方向前進(jìn)的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)這個(gè)磁場與磁環(huán)或浮球中的永久磁場相遇時(shí)，產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，

5、使波導(dǎo)絲發(fā)生扭動，這一扭動被安裝在電子倉內(nèi)的拾能機(jī)構(gòu)所感知并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流脈沖，通過電子電路計(jì)算出兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間差，即可精確測出被測的位移和液位。,性能特點(diǎn)：該產(chǎn)品主要應(yīng)用于要求測量精度高、使用環(huán)境較惡劣的位移和液位測量系統(tǒng)中。具有精度高、重復(fù)性好、穩(wěn)定可靠、非接觸式測量、壽命長、安裝方便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。,應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥、食品、飲料等行業(yè)，對各種液罐的液位進(jìn)行計(jì)量和控制。作為位移傳感器，它不但可以測量運(yùn)動物體的直線位移，而且還可同時(shí)給出運(yùn)動物體的速度模擬信號。,磁致伸縮線性位移傳感器結(jié)構(gòu)圖,3.電渦流傳感器,工作原理：電渦流傳感器是以高頻電渦流效應(yīng)為原理的非接

6、觸式位移傳感器。前置器內(nèi)產(chǎn)生的高頻電流從振蕩器流入探頭線圈中，線圈就產(chǎn)生了一個(gè)高頻電磁場。當(dāng)被測金屬的表面靠近該線圈時(shí)，由于高頻電磁場的作用，在金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，即電渦流。該電流產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，方向與線圈磁場相反，這二個(gè)磁場相互迭加就改變了原線圈的阻抗。所以探頭與被測金屬表面距離的變化可通過探頭線圈阻抗的變化來測量。前置器根據(jù)探頭線圈阻抗的變化輸出一個(gè)與距離成正比的直流電壓。,電渦流傳感器的工作原理圖,應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金、鋼鐵、航空航天等大中型企業(yè)，對各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、振動、轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進(jìn)行在線監(jiān)測和安全保護(hù)，為精密診斷系統(tǒng)提供了全息動態(tài)特性，有效地

7、對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。,性能特點(diǎn)：可靠性好，靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，采用非接觸測量，響應(yīng)速度快，耐高溫，能在油、汽、水等惡劣環(huán)境下長期連續(xù)工作,檢測不受油污、蒸汽等介質(zhì)的影響,三、典型位移檢測系統(tǒng)分析 磁尺位移檢測系統(tǒng)在熱連軋機(jī)側(cè)導(dǎo)板開度檢測改造中的應(yīng)用,1.系統(tǒng)組成 磁尺位移檢測系統(tǒng)由機(jī)械安裝支架、磁尺傳感器、單片機(jī)放大控制器組成，利用現(xiàn)有的MAC計(jì)算機(jī)的I/O板（電壓或電流輸入/輸出出板）以及APC軟件包。,3.磁尺傳感器 磁尺傳感器(即直線式感應(yīng)同步器)和旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的原理基本相同，重要區(qū)別在于傳感器采用28mm磁尺（類似于活塞桿）和傳感頭（定尺）組合，也可分離，而旋轉(zhuǎn)感應(yīng)同步器的定子相當(dāng)

8、于磁尺傳感頭，結(jié)構(gòu)不完全相同。磁尺是在磁性體上用特殊方式嵌入等間隔的非磁性體，并在表面鍍一層硬質(zhì)保護(hù)層，旋轉(zhuǎn)感應(yīng)同步器的轉(zhuǎn)子繞有繞組，繞組通過滑環(huán)連接到插頭。磁尺位移檢測系統(tǒng)式磁尺和傳感頭相對滑動，強(qiáng)度高，安裝方便，磁尺和傳感頭課安裝在水霧、高溫等惡劣環(huán)境中。,2.機(jī)械安裝 圖2磁尺傳感器與導(dǎo)板的一側(cè)直接相連，無中間變速器。,4.單片機(jī)放大控制器 與ASI板相比，單片機(jī)放大控制器增加了單片機(jī)、輸出接口（串行/并行、模擬電壓/電流）和運(yùn)行、報(bào)警指示燈。單片機(jī)放大控制器準(zhǔn)確計(jì)算磁尺位移量，精度高，能進(jìn)行零點(diǎn)任意設(shè)置，具有傳感器及超速故障報(bào)警、自檢和悼點(diǎn)保護(hù)等智能化功能（課開發(fā)自動定位控制功能），避

9、免了元旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器檢測系統(tǒng)無故障報(bào)警、側(cè)導(dǎo)板看度檢測丟失，故障查找過程復(fù)雜的問題。,5.APC軟件包修改 修改APC軟件中有關(guān)側(cè)導(dǎo)板開度計(jì)算部分，直接讀單片機(jī)放大控制器輸出模擬電壓信號并按比例轉(zhuǎn)換為側(cè)導(dǎo)板開度。由于每個(gè)磁尺傳感器對應(yīng)一臺單片機(jī)放大控制器，側(cè)導(dǎo)板開度檢測計(jì)算與在線控制計(jì)算機(jī)分離，所以不存在因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)行速度慢而丟失數(shù)據(jù)的問題。,6.磁尺位移檢測系統(tǒng)投入使用后，具有明顯的優(yōu)勢： 檢測精度高：由于磁尺直接與導(dǎo)板相連，武機(jī)械傳動間隙，而且磁尺位移檢測系統(tǒng)的檢測精度高。改系統(tǒng)最大分辨率為6.25m，顯示精度0.1mm，沒有積累誤差。 采樣計(jì)算速度快，磁尺最大運(yùn)行速度8m/s，數(shù)據(jù)采樣時(shí)間0.2ms，單片機(jī)軟件運(yùn)行周期2ms。 操作維護(hù)簡單。磁尺位移檢測系統(tǒng)故障點(diǎn)減少，維護(hù)安裝方便，具有停電保護(hù)功能，零