新型光电编码位移传感器设计方案

2013-05-03 17:56

来源： OFweek仪器仪表网

　　3 设计技术规格

　　3.1 测量范围：0.1～100m以上，分10、20、30、50、100m档系列产品。

　　3.2 测量精度：小于±1mm或累计误差小于3‰。

　　3.3 分辨率：1mm，特殊需要，加级测量可以小于0.5mm。

　　3.4 适宜温度测量范围：-30℃～+65℃即常规电子元件承受温度。

　　3.5 温度漂移：理论上无零点漂移和温度漂移，接近钢卷尺的线性膨胀系数。

　　3.6 重复性：绝对编码显示，可进退测量，重复测量无差异。

　　3.7 应用场合：酸碱腐蚀性强的环境，防爆防潮等级：本质安全型，IP65。

　　3.8 电源：220V或者24V。

　　4 优缺点

　　比较编码数显位移传感器，也可称电子尺，最适合用于超长度测量，只要有做尺材料的可能，印刷技术的配套，百米以上的电子尺就可以轻松的实现。与其它形式的电子尺或超长磁尺、或其它无接触测量形式相比有如下优点：

　　4.1 制作工艺简单，使用操作方便，性价比优。与拉绳传感器或其它类型的电子尺相比，制造工艺简单方便，所用的激光扫描器和条形码原理都是国内外通用的成熟技术，不仅造价低，操作方便，如果制成自动钢卷尺，便可作为便携式测量工具，一个测量点的配置仅需几百元。

　　4.2 性能稳定，干扰因素少，质量可靠。常用的电信号转换的传感器，大多数都是将物理或者几何量转换成0--20毫安电流信号，然后再将20毫安电流信号进行A/D转换分度，理论上精度可以达很高，但与处理元件等级有关，造价低的元器件，稳定性都比较差。特别是温度影响无处不在，无时不有，常规测量有失误现象。作者调查过：航运船舶上安装的超声波水声测量仪，一台数万元，说明书精度等级也不错，但实际使用时，在码头口对5-8深的河床测量时，有时常2-3米之多，性能极不稳定。雷达测量仪也有同样的问题出现。编码传感器彻底改变了电量分度的形式，完全是采用光电编码的技术，不受温度等环境因素的影响。科学的分析其稳定性，应该说就只受其尺条材料热涨冷缩时线膨胀的影响，如果与被测量体是同种材料，测量精度就有可能更好。

　　4.3 分辨率高：本光电编码传感器的分辨率有两种处理方案。

　　其一，直接显示方案：在尺带上每一毫米距离印刷一个条码，条码的高度1毫米，宽度20-25毫米，条码的间距为零，即条码的距离就是本尺的分辨率，这样的精度等级应该说与钢卷尺的精度是同步的，即是在现在的钢卷尺增加一条自动读数的电子尺了。

　　其二，放大显示方案：在直接显示方案的基础上，在读数器扫描处，进行局部放大显示，相当于游标卡尺的滑尺原理，进行二次读数，两次读数的组合就是本电子尺的准确读数，它的精度取决于二次分析读数的精度。根据需要，投入的多，精度就高。

　　按常规用尺，一般场合分辨率达1毫米，应该说完全可以满足需要，例如测量一米的距离，一毫米的分辨率，其绝对误差按一毫米考虑，其偏差值最大也就是±1‰，如果是10米量程，那就是±0.3‰偏差值。