距離和角度測量面臨的最大挑戰(zhàn)是當(dāng)前位置到測量系統(tǒng)的傳輸問題。不同的測量系統(tǒng)各有利弊，但到目前為止，一直沒有一個(gè)解決方案能滿足所有的傳感要求。
最簡單的角度測量方法是用機(jī)械連接直接把被測位置和傳感器連接起來，類似于電位計(jì)解決方案。電位計(jì)價(jià)格便宜，但有其缺點(diǎn)。例如，安裝困難，尤其是對軸向進(jìn)行精確調(diào)整時(shí)。對于快速的旋轉(zhuǎn)，還需要一個(gè)額外的轉(zhuǎn)矩彈簧聯(lián)軸器來補(bǔ)償震動。此外，出于安全因素考慮，如果電位里程表需要伸出機(jī)器之外，需使用蓋子對其進(jìn)行保護(hù)。最后，重要的是，不可能僅僅為這些傳感器而安裝外殼，因?yàn)檫@會帶來更高的維護(hù)費(fèi)用，并且更容易出現(xiàn)問題。
通過使用磁位置發(fā)生器，傳感器無需機(jī)械連接。由于傳感器有封閉的外殼，能夠避免磨損并且系統(tǒng)也可以提供精確的測量。盡管采用了磁位置發(fā)生器的距離和角度的傳感器價(jià)格較高，其仍在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。但是，磁測量系統(tǒng)不適于在有鐵磁性金屬碎片或電磁場存在的場所應(yīng)用。此外，磁致伸縮線性位移傳感器每側(cè)有多達(dá)80mm的盲區(qū)，如果測量范圍為50mm，那么用戶就不得不將安裝長度提高到210mm。
新型LI - Q17系列的電感式線性位移傳感器適用于極小的角落，并且由于位置發(fā)生器內(nèi)的振蕩器，其不受電磁干擾的影響
諧振電路原理帶來突破
圖爾克開發(fā)的新型位移和角度測量傳感器彌補(bǔ)了這些不足。不同于磁致伸縮或傳統(tǒng)的使用磁體的電感式位移傳感器，新的傳感器通過諧振定位裝置檢測物體的位置。其功能原理為：置于防護(hù)等級為IP67的外殼內(nèi)的發(fā)射線圈產(chǎn)生一個(gè)高頻交變磁場(190kHz)，以激發(fā)集成于定位裝置中的諧振器。每次當(dāng)發(fā)射線圈停止發(fā)射時(shí)，傳感器中的兩個(gè)接收線圈接收到諧振器感應(yīng)電壓。電壓強(qiáng)度取決于定位裝置與接收線圈重疊部分。集成的16位處理器則會提供不同格式的相應(yīng)比例的輸出信號：0-10V、4-20mA、IO-Link或SSI。
不同于磁致伸縮傳感器，諧振電路原理完全不受大型電機(jī)或焊接單元產(chǎn)生的外部電磁場影響，并且由于沒有磁性物質(zhì)的介入，碎片不會在定位裝置上面累積。不同于電位檢測的解決方案，由于有了完全密封的IP67等級的外殼，該傳感器甚至不受灰塵和濕氣的影響。
LI-Q17擴(kuò)展諧振器組合
圖爾克在三個(gè)系列的傳感器中使用了諧振電路測量原理：小型直線位移傳感器是專為50-200mm的短測量范圍設(shè)計(jì)的;緊湊的微型傳感器組合包括電感式RI系列角度傳感器和測量范圍為100-1000mm的電感式LI-Q25系列位移傳感器。
強(qiáng)大的LI-Q17擁有IP67防護(hù)等級的外殼，有四種不同的型號，測量范圍分別為50、100、150和200mm。傳感器使用12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，最小測量范圍可至0.012-0.05mm。4月上市的首批傳感器有模擬輸出(0-10V，4-20mA，0.5-4.5V)，而SSI型還在開發(fā)階段。不僅外型設(shè)計(jì)非常緊湊，而且圖爾克新系列的傳感器的盲區(qū)極小，僅在連接端和頭端分別有10mm和22mm。電氣輸出連接方面，有帶30cm長預(yù)注電纜的M12接插件或直接2m出線的開放式連接電纜。
預(yù)裝配概念使得用戶可以更快更方便的安裝和操作LI-Q17傳感器及其標(biāo)準(zhǔn)附件。外殼配有堅(jiān)固的金屬夾，可水平安裝也可豎直安裝。位置發(fā)生器的電子模塊安裝在樞軸上，可在不同安裝條件下提供精確位置信號。如某應(yīng)用需要特定的測量范圍，帶試教功能的適配器可滿足具體需求。傳感器上的LED燈顯示了位置發(fā)生器是否位于測量范圍內(nèi)。
圖爾克提供測量范圍為100-1000mm的可編程直線位移傳感器LI-Q25。
用于長距離測量范圍的LI-Q25
LI-Q17是圖爾克首次采用諧振技術(shù)的直線位移傳感器LI-Q25系列的新一代產(chǎn)品。LI-Q25傳感器分辨率達(dá)1μm(重復(fù)準(zhǔn)確性10μm)，特別適用于如壓榨機(jī)、注塑機(jī)或金屬加工機(jī)器等已建設(shè)好測量系統(tǒng)但由于技術(shù)限制而存在問題的應(yīng)用。Q25傳感器的外殼使用鑄鋁材質(zhì)，通過可選的安裝附件可進(jìn)行靈活應(yīng)用。通過不銹鋼附件可保證傳感器安全靈活和正確的安裝。其兩端僅有30mm的極小盲區(qū)，可耐受-40-70°C的寬溫范圍，并且可以通過編程使傳感器適應(yīng)不同測量范圍，因此用戶無需為特殊應(yīng)用選用其它傳感器。對于100-1000mm測量范圍，僅需使用同一系列的傳感器，可顯著減少庫存，幫助用戶降低總的擁有成本。
Q25傳感器系列有多種不同的輸出。除了電流/電壓和SSI接口外，圖爾克還提供帶可編程IO-Link接口的高端型號，其支持用戶定義測量范圍以及輸出信號。例如，其在汽車工業(yè)的應(yīng)用中可輸出0.5-4.5V信號。此外，有最多4個(gè)開關(guān)點(diǎn)可調(diào)。
RI-傳感器測量旋轉(zhuǎn)角度
除了直線位移傳感器，諧振器產(chǎn)品組合也包括一系列角度傳感器。RI-傳感器的測量范圍是360°，精確度為全量程的0.15%。傳感器單元和定位裝置是分開單獨(dú)進(jìn)行安裝的，安裝誤差可在±4 mm之間，因而其安裝方便、運(yùn)行安全。RI-傳感器可以使用兩個(gè)實(shí)心或空心軸螺栓安裝。通過一個(gè)直徑為6mm和8mm的集成適配器，標(biāo)準(zhǔn)的空心軸傳感器可以改裝成實(shí)心軸傳感器。非接觸原理補(bǔ)償了特殊應(yīng)用的軸承公差，例如由軸顛簸引起的振動。傳感器輸出為0-10V、4-20mA、0.5-4.5V和SSI接口。
結(jié)論
由于具有良好的抗干擾能力以及高分辨率，LI和RI傳感器幾乎可以取代所有領(lǐng)域中常規(guī)測量系統(tǒng)的位移和角度傳感器。無論長距離還是短距離、有限安裝空間還是外部有干涉，圖爾克的LI和RI傳感器都可以提供靈活的解決方案，輕松地集成于已有的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)對不同的應(yīng)用。通過M12x1連接，直線位移傳感器和角度傳感器可以輕松與現(xiàn)場總線相連，如BL20、BL67或BL compact。圖爾克開發(fā)了真正符合其理念“Sense it, Connect it, Bus it, Solve it”的新型傳感器，意味著其不僅提供單個(gè)元件還提供系統(tǒng)解決方案。
（轉(zhuǎn)載）
