Как правильно выбрать датчик положения

Для выбора датчика положения, также называемого датчиком перемещения, необходимо определить, нужен ли вам линейный датчик или ротационный датчик, каким должен быть диапазон измерений, какое разрешение требуется и какая должна быть повторяемость.

Вы также должны определить, какой должна быть его форма в зависимости от типа сборки. Важно также определить, как будет использоваться выходной сигнал и требуется ли в вашем случае применение специального датчика, а именно датчика со степенью защиты для влажной или запыленной среды, соответствующего стандарту ATEX для взрывоопасных зон и т.д.

Потенциометрический датчик положения, также называемый резистивным датчиком, измеряет сопротивление проводящей колеи между опорной точкой и курсором, подключенным к подвижной части (или ее опоре). Измеренное датчиком сопротивление используется для расчета положения детали.

Эти датчики, как правило, стоят недорого, потому что их технология проста, но они обладают большой точностью. Однако, они часто чувствительны к износу, вибрациям, посторонним предметам и экстремальным температурам.

Датчики положения LVDT (Linear Variable Differential Transformer) и RVDT (Rotary Variable Differential Transformer) состоят из двух трансформаторов, которые имеют один и тот же магнитный сердечник, соединенный с той частью, положение (или опору) которой необходимо определить. При перемещении магнитного сердечника электрическое напряжение изменяется между двумя трансформаторами, что позволяет рассчитать положение детали.

Эти датчики отличаются точностью. Они надежны, прочны и выдерживают экстремальные окружающие условия, благодаря тому, что вы можете переместить систему обработки сигнала подальше от датчика. С другой стороны, они дорогие, громоздкие и тяжелые.

Оптические датчики положения позволяют определить положение и угловое или линейное перемещение детали.

• Инкрементальные датчики: работают по отношению к опорной точке. После сбоя питания система обработки данных должна дождаться, пока энкодер отправит информацию, соответствующую опорной точке, чтобы правильно использовать информацию, связанную с угловым смещением.
• Абсолютные датчики: работают сразу после включения питания. Абсолютные многооборотные энкодеры также позволяют подсчитывать число выполненных оборотов.

Оптические ротационные датчики оснащены светодиодами (LED), которые позволяют «считывать» движение непрозрачного диска. Линейные датчики положения могут представлять собой ротационные кабельные датчики (в этом случае кабель, установленный на катушке, подключается к детали, положение которой должно быть определено) или могут состоять из градуированной шкалы и считывающей головки для считывания положения.

Эти датчики обычно имеют высокое разрешение. Разрешение соответствует количеству сигналов, посылаемых на один оборот оси. Они очень точные. Точность соответствует допуску для каждого передаваемого сигнала. Быстрое время отклика.

Вы можете выбрать оптический датчик положения, если хотите быть уверены, что измерения не будут нарушены магнитным полем. К тому же, оптические датчики не имеют никакого гистерезиса. Однако, они хрупки, чувствительны к ударам, вибрациям, посторонним предметам (пыль, масло и т.д.) и экстремальным температурам.

Оптические датчики используются в тех случаях, когда требуется высокая точность, например, при производстве электронных компонентов или для медицинского анализа.

Магнитные датчики положения, также называемые датчиками на основе эффекта Холла, используются для определения положения путем измерения магнитного поля магнита или магнитной ленты. Этот тип датчика можно использовать для измерения, например, положения поршня в цилиндре.

Эти датчики надежны и мало восприимчивы к присутствию жидкостей или пыли. С другой стороны, они чувствительны к ударам и могут быть подвержены воздействию магнитных помех, в частности, вызванных близостью электрических проводов. На точность этих датчиков может повлиять гистерезис, в зависимости от направления движения.

Магнитострикционный датчик имеет волновод, в который посылается электрический импульс, генерирующий магнитное поле. Когда это магнитное поле встречает магнитное поле внешнего магнита, механическая упругая волна распространяется путем отражения на считывающую головку, встроенную в датчик. Это  позволяет определить положение внешнего магнитного поля на основе времени отклика упругой механической волны.

Эти датчики надежны, их точность увеличивается с увеличением длины волновода. Они более точны для измерения положения на расстоянии нескольких метров. Магнитострикционные датчики мало чувствительны к температурам до 100°C, вибрациям и ударам. Однако, на их точность могут влиять изменения температуры, и они относительно дорогие.