位移传感器

1、位移传感器
1.1、简介：
静磁栅位移传感器，是武汉莹佳科技发展有限责任公司在消化吸收世界最先进磁位移传感器技术的基础上研制生产的新型高可靠位移传感器产品，它一问世就受到冶金、机械，石化、运输，水利等行业的普遍青睐，使用该技术所生产的通用位移传感器、液位计、闸门开度仪、行车行程检测仪、油缸行程检测仪等在恶劣工业环境中广泛运用，其无接触位移测量方式适用于极宽的量程范围，弥补了进口产品价位高、售后服务不完善，环境适应能力差，量程局限，订货周期长等缺陷，能与多类自动控制系统接口。本静磁栅位移测量技术借用“游标卡尺差分刻度测微”原理，依靠霍尔线阵列群动效应，解析数字化绝对位移编码，准确可靠，该项原创性新技术的商品化进程非常迅速。
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1.2、原理详情：
〈1〉、静磁栅位移传感器由“静磁栅源”和“静磁栅尺”两部分结合使用。“静磁栅源”使用铝合金压封无源钕铁硼磁栅组成磁栅编码阵列；“静磁栅尺”用内藏嵌入式微处理器系统的特制高强度铝合金管材封装，使用开关型霍尔传感器件组成霍尔编码阵列，铝合金管材外部使用防氧化镀塑处理。
〈2〉、“静磁栅源”沿“静磁栅尺”轴线作无接触（相对间隙宽容度和相对姿态宽容度达50mm）相对运动时，由“静磁栅尺”解析出数字化位移信息，直接产生高于毫米数量级的位移量数字信号。充分发掘嵌入式微处理器的资源，将数据更新速度提高到毫秒数量级，以便能适应5m/S以下运动速度的位移响应。直接测量物体位移和角度，普通分辨度1毫米，目前最高分辨度可达0.2毫米，最高测长可达2公里。机理有如“游标卡尺”，游标卡尺1毫米的刻度可以辨别出0.02毫米，其分辨率提高了50倍。磁栅编码阵列间距和霍尔编码阵列间距不同，有如游标卡尺上下差分滑尺的不同刻度，再经过一套反复推演的算法，使得静磁栅绝对编码器的分辨率可达0.2毫米或者更小。
〈3〉、“空间静磁栅”顾名思义是永久磁铁通过空间被细分的栅片状的作用区无接触地对位移测量装置产生作用，磁场的作用区能细分为0.2mm厚薄的有相当宽度的栅片状空间，“空间栅片”有非常固定的编号，在失电投电不断转换的过程中，或在永久磁铁离开又回到作用区时，均能正确地反映探测的位置或角度，真正做到了“绝对编码”。通俗的讲就是霍尔编码阵列元件只有开和关两种状态。由于物理位置不同，每只霍尔开关元件含有不同的位置信息，通过计算机高速扫描辨识，实现了“空间直线位置绝对编码”，无论量程多长，只要保证安装精度，就能获得非常小的示值误差。基本不受外界温度、湿度、杂散磁场、电磁干扰等因素影响。
〈4〉、配套的显示控制器可以实现常规位移控制功能，现场显示调校功能和数据通讯转换功能集成其间，不仅可现场调定参数，直接实施位置闭环控制，而且其通讯接口还可提供I2C、RS485、RS422、SSI、CAN、PROFIBUS等多种硬件形式以利上位机直接采集数据。如果挂接现场总线，又可望直接与变频调速器联机使用。在短距离测控方面（例如短于2米），提供4～20mA或1～5V标准信号产品。
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1.3、产品综合特点：
〈1〉、使用寿命长:无接触检测位置及角度，避免了机械损伤，理论上无寿命极限
〈2〉、抗恶劣环境:－40℃至＋100℃工作温度范围，连续高粉尘、泥浆、水下及高撞击、 强振动工作环境
〈3〉、直接绝对型测量:直接指示位移毫米数或旋转角度数，无需换算，不怕掉电，任 意定位控制
〈4〉、量程极长，分辨率适中:5毫米-2000米长度量程，分辨率0.01mm-1mm；
〈5〉、极丰富的数据接口:4-20mA、1-5V等模拟量输出，各类串并行数据接口以及 PROFIBUS等各种现场总线
〈6〉、安装维护方便:在保持适度间隙的条件下,无约束安装运行。
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1.4、主体产品基本参数：
①、静磁栅尺为特制铝合金“A”管型（截面尺寸52 mm 35mm，80mm安装唇边），最长尺寸为4200 mm，有效检测长度250 mm~4000 mm。
②、静磁栅源使用铝合金压封无源钕铁硼磁栅，截面尺寸1202520mm。
③、电缆长度：2000mm。
④、分辨率：1mm（0.2mm、0.5mm、1mm 、2mm、5mm）
⑤、尺原分离式作用间隙：0~10mm（最大可达0~50mm）
⑥、输出接口：RS485数字输出（模拟输出1-5V，4-20MA、总线型数字输出）
⑦、环境使用温度：-10℃~85℃
⑧、封装形式：普通防水型（深水耐压型）
⑨、使用条件：环境：IP69(水下)， -10℃～＋85℃，振动：全向振幅±5mm, 5～200Hz，加速度：全向 50g , 1次/分钟
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1.5、显示控制器基本参数：
①、显示控制器外形尺寸130 mm 100mm55mm、140 mm100 mm 65 mm
②、基本功能为显示实时位置信号，扩充功能：通讯制式转换，定位（同步）控制单尺、双尺、四尺
③、接线端子为 万可 WAGO
④、可独力实现位置闭环控制，设置存贮中心位置值
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1.6、技术指标：
〈1〉、一般规定:传感器电气、机械结构应符合SJ946的规定。
〈2〉、正常工作条件：传感器的正常工作条件为：温度 -10℃ 至 +85℃；相对湿度：25% 至 100% RH。
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1.7、测量方式:
〈1〉、直线型方式:直线型方式使用一根静磁栅尺，一个静磁栅源。静磁栅源在静磁栅尺的长度范围内移动，量程=静磁栅尺的长度-100mm，这里需要特别说明：静磁栅直线型位移传感器其无源“静磁栅源”是安装在活动的物体上。有源“静磁栅尺”固定安装，要求“静磁栅源”与“静磁栅尺”保持1～12mm的间隙。这种测量方式长度受静磁栅尺的限制，最大量程为12米，精度1毫米。一根“静磁栅尺”上可以有多个“静磁栅源”，实现多点检测。
〈2〉、长直线型方式：长直线型方式使用一根静磁栅尺，多个静磁栅源沿相对运动轴线一字排列安装，静磁栅尺使用接力方式感测位置信号，量程为静磁栅尺的长度与静磁栅源个数的乘积，最大可至2000米。“静磁栅源”被一字排列，每个“静磁栅源”之间定义为“区段”，“区段”自左至右编号为1、2、3、4、5······，区段编号表征了“米”的含义，“静磁栅尺”上解析了“毫米”的分辨度，两者相结合，就可以把长区间的位移用“毫米”的分辨度来表现。“静磁栅尺”中的嵌入式计算机系统带有最新失电高速存储芯片，分别记忆区段编号和移动方向，失电开机后，只要惯性滑移不超过“静磁栅尺”的长度，智能分析程序都能将真实位移准确复原。
这里需要特别说明：静磁栅长直线型位移传感器其有源“静磁栅尺”是安装在活动的物体上。无源“静磁栅源”固定安装，要求“静磁栅源”与“静磁栅尺”保持1～12mm的间隙。
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1.8、产品选型：
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│静磁栅位移传感器可根据产品类型、输出方式、产品封装选型: │
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│ WNA----□□----□□□----□□│
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│产品类型 ───────────────────────────────┘ │ │ │
│ 10-直线型、20-长直线型、30-角度型、5-曲线型 │ │ │
│输出方式 ─────────────────────────────────-──┘ │ │
│ 第一位为：N,B,K（N-内置式、B-带外置式变送器、K-带外置式显示控制器） │ │
│ 后两位为：00-(仅提供显示)、10-(1-5V)、20-(4-20mA)、30-(IC)、31-(RS485)、32-(RS422) │ │
│ 33-(SSI)、40-(高速并行输出)、50-(Profibus_DP)、51-(DeviceNet)、52-(EtherNet)│ │
│ 53-(CANopen)、54-(InterBus)、55-(ControlNet)、56-(ASI)、57-(PF)、58-(Modbus)│ │
│产品封装 ────────────────────────────────────────┘ │
│ 第一位为防护等级：0-普通型、1-浅水型、2-深水型、5-宽温普通型、6-宽温浅水型、7-宽温深水型 │
│ 第二位为分辨率：0-(0.2毫米)、1-(0.5毫米)、2-(1毫米)、3-(2毫米)、4-(5毫米) │
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1.9、使用注意事项：
〈1〉、传感器在运输和安装中应避免剧烈的振动与跌落或机械性碰伤。
〈2〉、远离火源、热源、强磁。
〈3〉、输出端口连线根据随货说明书为准，通常传感器RS-485串口数字输出端口为四芯;使用两种电缆线，灰色挤塑电缆线：棕色芯线DC24V+ 黑色芯线信号+ 白色芯线信号- 兰色芯线DC24V- 黑色挤塑电缆线：红色芯线DC24V+ 绿色芯线信号+ 黄色芯线信号- 兰色芯线DC24V-；
传感器4-20MA模拟输出端口为四芯;使用两种电缆线，黑色挤塑电缆线：红色芯线DC24V+ 绿色芯线4~20MA+ 黄色芯线4~20MA- 兰色芯线DC24V-；灰色挤塑电缆线：棕色芯线DC24V+ 黑色芯线4~20MA+ 白色芯线4~20MA- 兰色芯线DC24V-
〈4〉、各传感器根据随货说明书为准连线连接好后方可加电工作。如发现传感器工作异常，首先应检查上述连线是否连接正确！
〈5〉、在高架线进行长距离通讯时应注意防止雷击。
〈6〉、定期检定，一般检定周期为一年，在有油、水、泥浆、粉尘等恶劣环境中使用应半年复检一次，必要时应随时检定。
〈7〉、使用中如有任何疑问，请随时同我公司联系并不得自行拆卸传感器，否则不予保修或更换。
〈8〉、传感器的外形尺寸的变化恕不另行通知，用户若对传感器外形或尺寸有特别要求，请在定购时说明，并请订购时注意索取相关资料。
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1.10、工程案例（配文字和图片）：
〈1〉、上海振华港口机械（集团）股份有限公司---集装箱起重机吊具定长控制系统
〈2〉、昆明钢铁集团有限责任公司---轧钢小车定位系统
〈3〉、厦门海德科液压机械设备有限公司---栈桥俯仰角量测系统
〈4〉、武汉钢铁（集团）公司---堆取料机长行程定位系统
〈5〉、武汉钢铁（集团）公司焦化厂---焦炉三车联锁系统
〈6〉、武汉钢铁（集团）公司---浮吊船大车走行定位系统
〈7〉、武钢炼铁厂6#高炉比肖夫环缝阀位计
〈8〉、武汉钢铁（集团）公司工业港---配料小车定位控制系统
〈9〉、武汉钢铁（集团）公司焦化厂---煤塔秤定位系统
〈10〉、岸桥长行程集群定位系统
〈11〉、物流小车位移检测系统
〈12〉、大车间天车集群控制系统
〈13〉、炼铁厂的火焰切割机控制系统
〈14〉、炼铁厂矿石输送料斗车位置检测系统
〈15〉、矿粉堆匀料机俯仰检测系统
〈16〉、场桥及轨道吊小车定位系统
〈17〉、双尺同步测控系统
〈18〉、焦炉四大车联锁控制系统
〈19〉、轧钢厂纵横开卷线鞍座车行走定位系统
〈20〉、堆取料机无人操作系统
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1.11、联系方式：
武汉莹佳科技发展有限责任公司 秦先生：
Wuhan Yingjia Technology Development Co.,Ltd
总部：湖北信息产业科技大厦 611
技术部地址：武汉市青山区罗家路和平花苑4-2-202 邮编：430081
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