電阻尺

、外殼獨立線性如果電刷沿著一個方向運動,那么電阻尺的輸出電壓和機械輸入值存在一定的關係。 )接觸電阻接觸是電刷的終端和電刷在電阻尺的電阻軌道的直接接觸點之間的電阻。 輸出平滑度平滑度是衡量電阻尺的輸出電壓偏離理想的規律的一個指標。

電阻尺簡介

飛速發展的控制工程促使電子控制系統的進步,從而造成了對感測器的巨量需求,工業使用的感測器要求性能出眾,價格便宜,可在苛刻環境下(例如-40到150攝氏度環境)下工作,本文主要闡述用來測量角度和直線運動的導電塑膠電阻尺的性能參數。這種位置電阻尺主要包括以下部分:)

電阻尺原理與結構

a、電阻(輔助材料+導電塑膠電阻軌道)
電阻導軌是感測器中最重要的部分,採用導電塑膠覆蓋在基材上,具有良好的耐磨特性。採用專業精密修刻設備將導電塑膠軌道修刻到所要求的線性度。
b 、電刷(貴重金屬合金)電刷是電阻尺中的決定性元件,它有貴重金屬支撐,採用多觸電結構設計,壽命長(一億次),啟動力矩低,可高速運作(10m/s)
c 、傳動軸或操縱桿
d 、連線軸承 
e 、外殼

獨立線性

如果電刷沿著一個方向運動,那么電阻尺的輸出電壓和機械輸入值存在一定的關係。實際曲線距離理想直線最大的電壓偏差與電阻尺的滿量程之比被稱為獨立線性誤差。誤差±F是表示以百分比計算的輸出電壓與理論輸入電壓之間的偏差。如今獨立線性率的典型值介於0.2 %和0.02 % 之間。

絕對線性

(絕對線性變得越來越具有使用價值,它不像獨立線性,絕對線性的參考邊界已經限制好了,不需要進行系統微調。絕對線性由一個指標點做標準,建立了一個機械輸入(角度或者行程)和電阻尺電壓輸出之間的關係,因為這個參考點是根據實際情況確定的,所以更加適合工業過程控制的需要。絕對線性要求輸出值在圖中所約定的公差範圍之內。)

接觸電阻

接觸是電刷的終端和電刷在電阻尺的電阻軌道的直接接觸點之間的電阻。接觸電阻是影響電阻尺性能的重要指標。接觸電阻由三個部分組成:
第一部分載流電阻軌道和接觸面之間的整體壓降。這部分在很大程度上取決於加工技術因素,大概有幾百歐姆。
第二個部分,,外部元件,這一點要遠比第一點難以控制。這個外部過渡電阻和發生在開關和插頭和插座連線器之間的接觸電阻有很大的相似之處。從電學的角度講這是由於之間電刷和電位器電阻軌道之間的過度部分接觸不理想。金屬氧化物,氯化物和硫化物,混合各種有機物質,會導致在電阻軌道表面行程薄的絕緣層。如果不能保證在一定的範圍內,這些額外的電阻在不利的條件下將導致完全超出設定的公差範圍之外。絕對有必要嚴格保證電位器在製造過程中收到嚴格的質量控制,並保證匹配性。
第三個部分,動態部分,和電刷在驅動力的作用下高速運動有關。藉助於阻尼電刷,才能實現在傳動速度達10米/秒的時候不明顯的增加任何電阻。

線性誤差產生的原因

線性誤差主要有兩方面原因:
一、由電路造成的,例如,當微弱的工作電流通過電刷的時候,由於接觸電阻的存在,類似於出現了歐姆負載的情況,例如:當經過電刷的工作電流由1μA增加到10μA的時候,精度會損失1%,接觸電阻數值越小,對線性度影響也越小,工作電流越小,對線性度影響也越小。
二、由於機械連線造成的,如果有軸向錯位(偏心率),那么驅動器和電位器之間的運動存在一個夾角,這將導致線性誤差。

電阻尺安裝及使用方法

拉桿式電阻尺可以任意方向安裝,首先將感測器殼體放在參照物(基準)的安裝支架孔里,使感測器殼體和被測物移動的方向保持一致,根據感測器的量程,估算大致的間隙,然後用鏍母將拉桿和被測物固定起來,通上電源等感測器穩定下來,再慢慢的移動感測器殼體,使感測器的輸出零位對應於被測物機械零位,然後將感測器殼體夾緊(不可鬆動),安裝好就可以通過計算機數據採集對被測物的位移進行檢測或監測或PLC進行系統控制,回彈式位移感測器和拉桿式電阻尺安裝基本相似。

滑動變阻式電阻尺常見故障現象及處理方法

電子尺實際上就是一個滑動變阻器,是作為分壓器使用,以相對電壓來顯示所測量位置的實際位置。因此,就對這個裝置(電子尺)提出了幾點要求:
一、供電電壓要穩定,工業電源要求±0.1%的穩定性,比如基準電壓10V,允許有±0.01V的波動,否則,會導致顯示的較大波動。如果這時的顯示波動幅度不超過波動電壓的波動幅度,電子尺就屬於正常。
二、供電電源要有足夠的容量,如果電源容量太小,容易發生如下情況:合模運動會導致射膠電子尺顯示跳動,或熔膠運動會導致合模電子尺的顯示波動。特別是電磁閥驅動電源於電子尺供電電源在一起時容易出現上述情況,嚴重時可以用萬用表的電壓檔測量到電壓的波動。如果在排除了靜電干擾、高頻干擾、對中性不好的情況下仍不能解決問題,也可以懷疑是電源的功率偏小。
三、不能有外界的干擾,包括靜電干擾和高頻干擾。因此,設備的強電線路與電子尺的信號線應分開線槽。電子尺應使用強制接地支架,且使電子尺外殼(可測量端蓋螺絲與支架之間的電阻,應小於1Ω電阻)良好接地,信號線應使用禁止線,且在電箱的一端應予將禁止線接地或接直流電源負極。靜電干擾時,一般萬用表的電壓測量非常正常,但就是顯示數字跳動;高頻干擾時其現象也一樣。驗證是不是靜電干擾,用一段電源線將電子尺的封蓋螺絲與機器上某一點金屬短接即可,只要一短接,靜電干擾立即消除。但高頻干擾就難以用上述辦法消除,而且機器手、變頻節電器多出現高頻干擾,可以用停止機器手或變頻節電器的辦法驗證。
四、不能接錯電子尺的三條線,1#、3#線是電源線,2#是輸出線除1#、3#線電源線可以調換外,2#線只能是輸出線。上述線一旦接錯,將出現線性誤差大,控制精度差,容易顯示跳動等現象。如果出現控制非常困難,就應該懷疑是接錯線。
五、安裝對中性要好,角度容許±12°誤差,平行度偏差容許±0.5mm,是指某一誤差,如果角度誤差和平行度誤差都偏大,就會導致顯示數字跳動。在這種情況下,一般可以用萬用表的電壓檔測出電壓的波動。一定要作角度和平行度的調整。請特別注意:在現場將電子尺的鋁合金支架更換成不鏽鋼支架後,同時應將拉桿牽引安裝位升高2mm。否則,接地問題解決了,又形成了不對中的問題,必須同時解決。
六、對於使用時間很久的電子尺,由於前期產品無密封,可能有很多雜質,並有油、水混合物,影響電刷的接觸電阻,導致顯示數字跳動,可以認為是電子尺本身的早期損壞。
七、電子尺顯示故障的處理簡單。設備上只要一隻數字式萬用表,一段電線即可,只要綜合分析,判斷問題和解決問題不是困難。

輸出平滑度

平滑度是衡量電阻尺的輸出電壓偏離理想的規律的一個指標。這個指標通常用超過指定行程增量的電壓與套用電壓的比值來表示,例如用套用電壓的百分比來表示。輸出平滑度受接觸電阻,解析度還有其他非線性因素的影響。

解析度

解析度用來衡量電阻尺的輸出敏感性,它主要取決於檢測原理,電阻式位置感測器的解析度是無限小的,因此任何微小的移動都會被檢測到。

重複精度

電阻尺在反覆運行時,每次在同一機械位置時的輸出值不一樣。這些輸出值的最大差值就是重複精度。重複精度主要受到溫度,濕度,機械連線方式等因素的影響。

遲滯

遲滯反映電阻尺的正向特性(輸入量增大)與反向特性(輸入量減小)的不一致性,一般由實驗確定,造成遲滯的原因很多,例如:傳動機構的間隙,摩擦,彈性元件的彈性滯後的影響等。

使用壽命

導電塑膠電阻尺的使用壽命已經可以達到上億次,已經可以滿足大多的工業設備的需要,是今後的發展主流方向。

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