工业上常用的传感器要具备什么功能?位移传感器信号处理分析!
传感器设备主要通过为控制系统提供实时信息来做出决策和操作设备而无需人工干预,从而带来成本效益。而在工业应用中使用的传感器种类繁多,本文将简单介绍工业上常用的传感器有哪些。
工业上常用的传感器是输入设备,其可提供与特定物理量相关的输出信号。这些使人们能够监控、分析和处理工业制造现场发生的各种变化,例如温度、运动、压力、海拔、外部和保障方面的变化。几乎每个过程或环境条件都有合适的传感器类型。
工业中使用的传感器监控各种过程的性能和机器操作的各个方面,收集数据以确定正常的基准操作水平,同时还能检测到该性能中非常微小的波动。下文将简单介绍工业上常用的传感器种类。
工业上常用的传感器有哪些:
1、磁力传感器:其主要用于检测磁场的变化和干扰,例如通量、强度和方向等等。磁力传感器可分为两大类,它们分别用于测量磁场和用于测量磁场矢量的传感器。矢量分量是磁场的点。除纯磁场测量之外,这些应用还扩展到多种传感器,如电流、电力、电子装置和移动物体探测器。
由于所有行业的制造设备都使用旋转部件,因此振动传感器是常见且非常有用的传感器类型之一,可实现可靠、有效的预测性维护。这些传感器以及解释和处理他们收集的数据的人员能够识别轻微的振动波动,以便在发生灾难性设备故障或停机之前安排维护。
2、加速度传感器:加速度传感器监测旋转设备的振动,并进行包括速度、加速度和位移在内的测量。该数据可用于跟踪设备振动中峰值和谷值的一致性。如果振动以可预测的方式发生,则可以假设设备按预期运行。如果与一致的振动读数存在波动或偏差,这几乎总是意味着设备未按预期运行,需要进一步调查(和维护)。
3、LVDT系列位移传感器工作原理:铁芯可移动的差动变压器,它产生的电量输出与其分离式可动铁芯位移成正比,从而进行位移的自动监测和控制。它在机械、电力、汽车、航天航空、冶金、能源、水利等行业的工矿企业、国防工程和科研院所等诸方面获得了广泛的应用。
LVDT系列位移传感器动态特性好,可用于高速在线检测;结构简单、体积小;工作可靠、使用维护方便、寿命长;线性度好、重复精度高。
4、机械量传感器:机械传感器有很多测量原理,但是它可以检测到机械的变化以及应变,例如压力、距离与加减速度等数据。例如,利用压力转换为电子信号来检测压力的压力传感器,它也叫作压力传感器或压力传感器,但也称为测量原理。应变型、半导体压阻型、电容型和硅谐振型的传感原理是在接触被测物体的薄弹性膜上形成电阻元件或谐振元件等敏感元件。
5、温度感应器:温度是衡量设备健康性能的可靠指标之一。一般来说,可以预期一件设备在一致的温度下运行,如有必要,可以使用适当的冷却元件(如冷却剂、气流或水)以促进一致性。因此,意外和不受控制的温度波动或尖峰可能意味着某件设备中的某些东西没有以好的性能运行。温度传感器虽然类型较多,根据使用范围也有检测能力,但大多是工业热电偶或热敏电阻。热电偶基于热电效应原理。热电阻是氧化物半导体,它的阻值与温度有关。
6、扭矩传感器:扭矩传感器也用于旋转设备。与振动传感器结合使用时,维护人员可以获得较好的洞察力和可操作的数据,以及早识别和解决潜在问题,大限度地延长设备正常运行时间并几乎消除计划外停机时间。这与监测机器内的电机功能有关,这是机器传感器非常重要的应用之一。电机状态监测器对于衡量设备的整体健康状况和发现即将发生故障的早期预警信号至关重要。将这些功能添加到机器中后,在问题有机会影响生产力之前就可以更轻松地诊断问题。
文章主要介绍了工业上常用的传感器有哪些,浏览全文可以了解到工业上用的传感器是输入设备,可提供与特定物理量相关的输出信号。工业中使用的传感器监控各种过程的性能和机器操作的各个方面,收集数据以确定正常的基准操作水平,同时还能检测到该性能中非常微小的波动。
位移传感器信号处理:
辨向原理
在实际应用中,位移具有两个方向,即选定一个方向后,位移有正负之分,因此用一个光电元件测定莫尔条纹信号确定不了位移方向。为了辨向,需要有π/2相位差的两个莫尔条纹信号。在相距1/4条纹间距的位置上安放两个光电元件,得到两个相位差π/2的电信号u01和u02,经过整形后得到两个方波信号u01’和u02’。光栅正向移动时u01超前u0290度,反向移动时u02超前u0190度,故通过电路辨相可确定光栅运动方向。
细分技术
随着对测量精度要求的提高,以栅距为单位已不能满足要求,需要采取适当的措施对莫尔条纹进行细分。所谓细分就是在莫尔条纹信号变化一个周期内,发出若干个脉冲,以减少脉冲当量。如一个周期内发出n个脉冲,则可使测量精度提高n备,而每个脉冲相当于原来栅距的1/n。由于细分后计数脉冲频率提高了n倍,因此也称n倍频。
通常用的有两种细分方法:其一、直接细分。在相差1/4莫尔条纹间距的位置上安放两个光电元件,可得到两个相位差90o的电信号,用反相器反相后就得到四个依次相差90o的交流信号。同样,在两莫尔条纹间放置四个依次相距1/4条纹间距的光电元件,也可获得四个相位差90o的交流信号,实现四倍频细分。其二、电路细分。