接触式位移传感器是测量设备或物体位置变化的关键工具,它通过直接与目标接触并检测产生的物理变化(如电阻、电容、电感或压电效应等)来精确测量位移。由于它们能够直接与被测物体接触,接触式位移传感器通常表现出高精度和灵敏度,即使在微小位置变化时也能准确捕捉。
工作原理不同尺寸位移的测量采用了各种技术。对于小范围内的运动,常见技术包括应变式、电感式、差动变压器式、涡流式和霍尔传感器,每种都有其独特优势适用于不同的应用场景和要求。
差动变压器型号中最为普遍的是差动变压器。这是一个具有一个主绕组以及两个按差分方式连接的副绕组开口变压器。其上部有一块活动铁芯,当铁芯发生移动时会改变磁路,从而导致输出中的差分电压随之改变,其线性关系与铁芯位移成正比且极具灵敏度。
对于更大的位移,则通常使用其他类型,如同步旋转磁场探针系统光栅或者容纳波栅。此类光栅传感技术因其独特优势日益受欢迎。
CMOS光栅传感技术则以其卓越性能而广泛应用于高精度、高灵敏性的需求。在这种方法中,利用光子的衍射现象来衡量物体移动。当一束激光穿过一个微小但精密排列的图案时,称为“干涉条纹”出现,这些条纹间距对应于图案线之间距离。当目标物体移动时,与之相关联的干涉条纹也跟着移动。如果将这些干涉条纹下方安装一系列相对应数量的小型二极管,每个二极管可检测特定位置上的光强变化。通过比较不同地点下的光强值,可以计算出具体物体所进行的地标点迁徙距离。
该方法不仅提供了数字化处理能力,还具有超高分辨率(可以达到纳米级),抗噪声能力强,无需人工阅读误差,并且容易安装,同时拥有可靠操作寿命,因此它在机床加工、质量控制仪表等领域得到了广泛应用。
驱动方式多样,其中回弹驱动是一种常见形式,该驱动模式依赖弹簧力自行复原,使得在运动结束后自动返回初始状态,无需外部能源输入。但也有其他形式如恒速恒加速度驱动,或是根据需要调整力的机械手臂,以便实现更加细致精确地操作任务。