德國(guó)巴魯夫BALLUFF傳感器量程影響因素及輸出信號(hào)解析
BALLUFF傳感器的量程與哪些因素有關(guān)?
BALLUFF傳感器是外界的壓力(或拉力)引起應(yīng)變材料的幾何形狀(長(zhǎng)度或?qū)挾龋┌l(fā)生改變,進(jìn)而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化。檢測(cè)這個(gè)電阻變化量可以測(cè)得外力的大小。壓阻式壓力傳感器通常是半導(dǎo)體壓敏材料。半導(dǎo)體壓阻式傳感器在受到外力后,自身的幾何形狀幾乎沒(méi)有什么改變,而是其晶格參數(shù)發(fā)生改變,影響到禁帶寬度。禁帶寬度哪怕是非常微小的改變,都會(huì)引起載流子密度很大的改變,這終引起材料的電阻率發(fā)生改變。可見兩種材料雖然都對(duì)外力變化呈現(xiàn)出電阻的變化,但原理不同。另外,應(yīng)變式材料對(duì)外力的敏感度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于半導(dǎo)體壓阻材料,后者的靈敏度是前者的約100倍;應(yīng)變材料特性受溫度影響較小,而半導(dǎo)體壓阻材料對(duì)溫度敏感。
BALLUFF傳感器主要由兩個(gè)半環(huán)形磁鋼組成的梯度磁場(chǎng)和位于磁場(chǎng)中心的鍺材料半導(dǎo)體霍爾片(敏感元件)裝置構(gòu)成。此外,還包括測(cè)量電路(電橋、差動(dòng)放大器等)及顯示部分。是兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的直流磁路系統(tǒng)共同形成一個(gè)沿x 軸的梯度磁場(chǎng)。為使磁隙中的磁場(chǎng)得到較好的線性分布,在磁面裝有特殊形式的極靴。用它制作的位移傳感器靈敏度很高。霍爾片置于兩個(gè)磁場(chǎng)中,細(xì)心調(diào)整它的初始位置,即可使初始狀態(tài)的霍爾電勢(shì)為零。它的位移量較小,適于測(cè)量微位移和機(jī)械振動(dòng)等。當(dāng)霍爾元件通以恒定電流時(shí),在其垂直于磁場(chǎng)和電流的方向上就有霍爾電勢(shì)輸出。霍爾元件在梯度磁場(chǎng)中上、下移動(dòng)時(shí),輸出的霍爾電勢(shì)V 取決于其在磁場(chǎng)中的位移量x。測(cè)得霍爾電勢(shì)的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。
BALLUFF傳感器屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器,它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成,利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí),使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān),使接近開關(guān)振蕩能力衰減,內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化,由此識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近,進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是金屬物體。2.2電容式接近開關(guān)系列電容式接近傳感器亦屬于一種具有開關(guān)量輸出的位置傳感器,它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是物體的本身,當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí),物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化,使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,由此便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)物體,并不限于金屬導(dǎo)體,也可以是絕緣的液體或粉狀物體,在檢測(cè)較低介電常數(shù)ε的物體時(shí),可以順時(shí)針調(diào)節(jié)多圈電位器(位于開關(guān)后部)來(lái)增加感應(yīng)靈敏度,一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開關(guān)在0.7-0.8Sn的位置動(dòng)作。
德國(guó)BALLUFF傳感器的輸出型有NPN和PNP兩種,70年代日本產(chǎn)品絕大多數(shù)是NPN輸出,西歐各國(guó)NPN、PNP兩種輸出型都有。PNP輸出接近傳感器一般應(yīng)用在PLC或計(jì)算機(jī)作為控制指令較多,NPN輸出接近傳感器用于控制直流繼電器較多,在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性進(jìn)行選擇其輸出形式。
接近傳感器的選型和檢測(cè) 對(duì)于不同的材質(zhì)的檢測(cè)體和不同的檢測(cè)距離,應(yīng)選用不同類型的接近傳感器,以使其在系統(tǒng)中具有高的性能價(jià)格比,為此在選型中應(yīng)遵循以下原則:
4.1.1 當(dāng)檢測(cè)體為金屬材料時(shí),應(yīng)選用高頻振蕩型接近傳感器,該類型接近傳感器對(duì)鐵鎳、A3鋼類檢測(cè)體檢測(cè)。對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測(cè)體,其檢測(cè)靈敏度就低。
4.1.2 當(dāng)檢測(cè)體為非金屬材料時(shí),如;木材、紙張、塑料、玻璃和水等,應(yīng)選用電容型接近傳感器。
4.1.3 金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)和控制時(shí),應(yīng)選用光電型接近傳感器或超聲波型接近傳感器。
4.1.4 對(duì)于檢測(cè)體為金屬時(shí),若檢測(cè)靈敏度要求不高時(shí),可選用價(jià)格低廉的磁性接近傳感器或霍爾式接近傳感器。
蘇州瀚森威供貨巴魯夫常規(guī)收錄型號(hào):
BTL5-F-2814-1S
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BTL2-GS10-0500-A
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BTL5-T110-M0450-P-S103
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BTL5-T120-M0200-P-S103
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