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Orange industrial robotic arms assemble EV battery packs on an automated production line within a modern smart factory.

白皮书:

数字接口在位移传感器中的优势

电感式位移传感器是可靠的测量设备,广泛应用于多个行业。随着搭载 IO-Link 接口的放大型数字传感器问世,这类传感器测量精度更高,在提升可靠性的同时还能节约成本。

常见问题解答:电感式位移传感器和IO-Link

HBK的位移传感器不是LVDT;它们是感应式桥路传感器。电桥原理具有几个优点,包括出色的线性度(0.2%或0.1%,取决于配置)和高输出信号(80 mV/V),即使对于从2 mm开始的非常小的测量也是如此。该测量原理还为TCZero(温度对零点的影响)和TCSpan(温度对灵敏度的影响)提供了更好的温度特性。

LVDT具有三个不同的线圈(一个初级线圈和两个次级线圈),并作为基于变压器的传感器运行,HBK的桥路传感器使用一个线圈(WA型传感器,¼桥路)或两个线圈(WI型传感器,½桥路。组桥是使用无源电阻进行的,实用的是4.8kHz至5kHz适当频率的载波桥路放大器。

可移动磁芯能改变线圈的电感。当电路被加载适当的电压时,磁芯的移动会改变电感,进而改变线圈两端的压降。通过惠斯通电桥,这将被转换为与位移线性相关的可测量输出电压。

Inductive bridge technology

电感¼桥,WA传感器的测量原理
输出:80 mV/V,需适配4.8–5 kHz的载波频率电压

 

HBK的无源传感器支持的电缆长度超过100米,这得益于其6线连接,可以补偿电缆效应和温度影响。WA传感器还提供多种插头,使其更容易容纳更长的电缆。

如果你选择电流输出或电压输出信号,最大电缆长度为30米。

对于内联放大器的IO-Link选项,传感器和IO-Link主站之间的最大电缆长度为20米。

 

通过线性化误差的数字补偿,内联放大器的位移传感器具有更高的精度。

对于无源传感器,HBK使用专门的机械工艺将可移动磁芯与线圈相匹配。这确保了低线性误差和适当的输出信号。

对于内联放大器的传感器,此步骤是以数字方式执行的。一个可移动的磁芯总是需要适应一个传感器系统。如果可移动磁芯损坏并需要更换,我们的维修团队可以提供帮助。

对于所有位移传感器,可移动磁芯的运动自由度都超过了测量范围。因此,在安装过程中,将测量范围的开始定义为第一步非常重要。机械调整取决于所使用的传感器类型。您可以按如下方式确定起始位置:

- 对于WA-L和WA-T传感器,测量范围从0 mV/V的输出信号开始

- The WI Sensors come with a half bridge configuration so that the measurement range starts at – 40 mV/V

 

提示: 在将传感器调整到起始位置之前,请检查放大器系统中是否存储了任何零点值。零点值应为0 mV/V。.

  • 对于电流输出或电压输出版本,测量范围分别从0 V或4 mA开始
  • 带有IO-Link接口的数字传感器实现了“即插即用”的简单性。一旦连接,它们就开始测量并向IO-Link主机传输正确的值。对于所有数字传感器类型,测量范围从0毫米开始。使用数字传感器,由于过程数据中的一个特征表明可移动芯是否位于测量范围内,因此定位要容易得多。

  • 设置更简单: 带有内联放大器的位移传感器在交付前经过校准,因此不需要额外的设置。将传感器连接到主机后,测量值立即可用。新的“定位BIt”指示可移动磁芯是否位于传感器的测量范围内,使机械安装更容易

  • 降低成本: IO-Link技术可以通过简化布线、简化安装、加快设置过程和降低维护要求来显著降低成本

  • 更高精度: 得益于数字线性校正、苛刻的EMC条件下性能的提高以及高性能放大器模块,IO-Link位移传感器能实现比传统测量链更精确的测量