雖然許多工程師都熟悉拉繩位移傳感器，但本文作為一種有用的檢查表，列出了在指定傳感器之前應(yīng)該考慮的重要的因素，以及這種測(cè)量原理的優(yōu)點(diǎn)和局限性。

根據(jù)行業(yè)和應(yīng)用的不同，拉繩位移傳感器通常被稱(chēng)為電纜傳感器，電纜延伸傳感器、串電位器、拉繩傳感器、溜槽、線性位置字符串罐和字符串編碼器。然而，在本文中，我們將這些傳感器稱(chēng)為拉繩位移傳感器。

測(cè)量原理

拉繩繩測(cè)量原理是一種接觸測(cè)量技術(shù)，拉繩位移傳感器是一種簡(jiǎn)單而穩(wěn)健的測(cè)量位移、位置和運(yùn)動(dòng)的方法。拉繩傳感器的原理相對(duì)簡(jiǎn)單，因此其固有的可靠性。該傳感器的工作原理非常類(lèi)似于磁帶測(cè)量，除非使用拉繩傳感器，否則用戶不必讀取擴(kuò)展磁帶的測(cè)量值。鋼絲繩繞的滾筒旋轉(zhuǎn)被自動(dòng)測(cè)量，測(cè)量信號(hào)以模擬或數(shù)字格式輸出。

拉繩傳感器從根本上是由電線、鼓和彈簧驅(qū)動(dòng)的電機(jī)(稱(chēng)為“機(jī)械”)和用于測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生的電位器或編碼器組成的。當(dāng)需要大的測(cè)量范圍時(shí)，使用低成本的緊湊傳感器時(shí)使用拉繩傳感器。通常，鋼絲是由薄編織鋼(為了靈活性，但高抗拉強(qiáng)度)和聚酰胺涂層，以保護(hù)環(huán)境。根據(jù)測(cè)量范圍，導(dǎo)線平均厚度約為0.8mm。

利用拉繩傳感器，將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線的自由端固定在運(yùn)動(dòng)物體上。在電線的開(kāi)放端是一個(gè)眼睛或螺紋軸(用戶可選擇)，用于固定測(cè)量對(duì)象。編碼器隨后將線的延伸所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。彈簧驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供足夠的線預(yù)張力，這是一個(gè)帶有扭矩負(fù)載的彈簧，類(lèi)似于鐘表力學(xué)。拉出的鋼絲越多，彈簧的張力就越大。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是減少了水平設(shè)置下的金屬絲下垂。

典型應(yīng)用

拉繩位移傳感器在許多不同的行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。常見(jiàn)的應(yīng)用包括液壓缸位置測(cè)量；提升平臺(tái)/剪刀升降機(jī)；非公路車(chē)輛；汽車(chē)和航空航天測(cè)試；工廠自動(dòng)化；醫(yī)療設(shè)備，如外科手術(shù)臂和手術(shù)臺(tái)；建筑物、平臺(tái)和工廠的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)；工業(yè)機(jī)械和自動(dòng)化；實(shí)驗(yàn)室和測(cè)試平臺(tái)。

在選擇拉繩位移傳感器之前，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：

測(cè)量范圍和緊度

拉繩傳感器的典型測(cè)量范圍從50毫米到50 000毫米(50米)不等，但這取決于傳感器供應(yīng)商的不同。尺寸、緊湊性和重量都可能是需要考慮的重要因素，特別是當(dāng)傳感器需要安裝在難以進(jìn)入的位置時(shí)。傳感器外殼相對(duì)于測(cè)量范圍的大小也可能是一個(gè)關(guān)鍵因素，特別是對(duì)于較大的測(cè)量范圍，外殼的尺寸需要相對(duì)較小的情況下。例如，緊湊的型號(hào)在微型Epsilon拉繩傳感器范圍內(nèi)只有30毫米的大小，但提供了750毫米的測(cè)量范圍。一些供應(yīng)商可以提供微型傳感器的旋轉(zhuǎn)法蘭，以方便安裝和安裝。

OEM自定義功能

供應(yīng)商提供定制傳感器設(shè)計(jì)以適應(yīng)大容量OEM應(yīng)用的能力也可能對(duì)您的項(xiàng)目至關(guān)重要。在這種情況下，尋找一個(gè)供應(yīng)商，可以提供許多修改的傳感器變體及能力，如果需要還可以開(kāi)發(fā)全新的傳感器規(guī)格。一些供應(yīng)商提供不同的住宅材料，如鋁制或低成本塑料版本，用于大批量應(yīng)用。同樣值得一提的是，供應(yīng)商能以多快的速度提供OEM修改過(guò)的傳感器設(shè)計(jì)，以及他們?cè)诋?dāng)?shù)赜卸嗌賻?kù)存可以輕易修改。供應(yīng)商將不同的傳感器元件和測(cè)量范圍與不同的外殼選項(xiàng)結(jié)合在一起的能力將意味著理想的拉繩傳感器可以提供給幾乎任何OEM應(yīng)用程序。

輸出選項(xiàng)

傳感器需要哪些電氣輸出選項(xiàng)？原則上，所有商用和適當(dāng)大小的旋轉(zhuǎn)位移傳感器都可以用作拉繩傳感器中的傳感器元件。這使各種不同的輸出信號(hào)，從模擬信號(hào)(例如電位，4 ... 20 mA, 0 ... 10 V)用于增量信號(hào)(如TTL、HTL、SSI)和數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)總線(CANopen、CanBus、PROFIBUS等)。幾乎所有公共接口都可以實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)傳感器供應(yīng)商可以提供電位器、電壓、電流、增量和編碼器。

設(shè)計(jì)穩(wěn)健性與力學(xué)

拉繩傳感器往往是非常堅(jiān)固的，特別是如果制造商在其設(shè)計(jì)中只使用高精度的部件。如果是這樣的話，傳感器將受益于比平均壽命長(zhǎng)。由于電位器和電線等傳感器部件容易磨損，其壽命受到限制，這在很大程度上取決于所使用的電位器或編碼器的質(zhì)量。

環(huán)境保護(hù)

拉繩傳感器的環(huán)境保護(hù)水平因供應(yīng)商而異。通常，保護(hù)等級(jí)從IP 54到IP 68，使得一些傳感器適合于工業(yè)環(huán)境。

如果傳感器安裝在高壓環(huán)境中，或者對(duì)導(dǎo)電材料的干擾很敏感，那么它就需要得到充分的保護(hù)。一些供應(yīng)商可以提供塑料線而不是鋼絲，以及塑料電纜連接器。

特殊應(yīng)用

用于醫(yī)療用途的牽引線傳感器通常使用多絲螺旋線或混合電位器。它們以可負(fù)擔(dān)的價(jià)格為許多應(yīng)用程序提供了必要的性能。這兩種類(lèi)型的區(qū)別在于它們各自的使用壽命。而帶電線電位器的拉繩傳感器限于大約使用混合電位器可實(shí)現(xiàn)200000個(gè)周期，多可達(dá)100萬(wàn)個(gè)周期。

當(dāng)對(duì)使用壽命或精度提出更高的要求時(shí)，可以依賴基于編碼器的傳感器元件，就像CT掃描儀表中的情況一樣。在這里，需要達(dá)到測(cè)量范圍的+/-百分之0.01的線性度和更長(zhǎng)的使用壽命。此外，位移傳感器需要通過(guò)數(shù)字接口進(jìn)行控制，這些接口越來(lái)越多地應(yīng)用于醫(yī)療技術(shù)。

多年來(lái)，MicroEpsilon一直在醫(yī)療技術(shù)中使用注射成型的塑料外殼，而在其他工業(yè)應(yīng)用中，金屬外殼則是標(biāo)準(zhǔn)的。這不僅保證了盡可能小的體積，而且還保證了大量的低成本。這意味著可以充分利用這些傳感器已經(jīng)提供的固有規(guī)模經(jīng)濟(jì)