位移传感器的概述

位移传感器详细介绍
   以下讲述的位移传感器包括直线位移传感器、拉绳位移传感器、磁致伸缩位移传感器、光栅位移传感器（光栅尺）、差动变压器式位移传感器（差动位移传感器/LVDT位移传感器）

1、直线位移传感器

A、位移传感器的原理：

简单点就是用传感器和你移动的物体做个同步连接，实时反馈信号给你的控制系统，控制系统可以利用这个信号来

控制你的动力的运动轨迹或行程。一般常用信号有：模拟、脉冲和数字。模拟量信号位移传感器

作用就是将直线位移量转化成可用电信号的元件。

电阻式直线位移传感器原理：电子尺实际上就是一个滑动变阻器，是作为分压器使用，以相对电压来显示所测量位

置的实际位置。俗称：导电塑料电位器、直线线位移传感器、数字行程开关、电阻尺

B、其主要应用范围：

注塑机械、液压机械、盾构机、吹瓶机，制鞋机、塑料机械、木工机械，印刷机械，玻璃机械、医疗机械、煤矿

机械（洗,煤机），送料机，油缸、气缸、液压缸行程的控制、包装机械，飞机操舵，船舶操舵、橡胶机,.EVA注

射机、陶瓷机，砖机

C、主要参数：                         

耐磨寿命:＞100*106次  ＞25*106m  无噪音输出工程导轨。

线性精度误差:  ≤0.05%.重复精度误差:  ≤0.01mm。

移动速度可达:  10m/s  冲击系数IEC68-2-29:1968 50g  振动系数IEC68-2-6:1982 20g。

容许电压可达: DC36V/5KΩ～20KΩ  DC24V/2KΩ～4KΩ  DC12V/1KΩ。

温漂系数: ＜1.5PPM/℃.解析度:   无断解析。

测量范围：5mm-2500mm

输出信号：电压、电流信号

1μ m（微米）=0.001mm    1 丝 = 0.01 毫米 = 10 微米

2. 拉绳位移传感器

A、原理：

斯铭威拉绳位移传感器/拉线位移传感器是由光电采集部分（增量编码器、角位移传感器、精密电阻等）和一组机

械外壳装置组成.拉绳位移传感器/编码器是在直线位移传感器基础上进行外形和内部结构的改进，充分结合了角

度传感器和直线位移传感器的优点。拉绳位移传感器可称呼拉绳传感器、拉线传感器、拉绳尺。拉线位移传感器。

B.优点：安装空间尺寸小，测量行程大，精度高，固定方式方便，输出方式多样化。从100mm---350000mm不等。具

有模拟电流4~20毫安，模拟电压0 ~5伏或0~10伏和增量方波脉冲A、B、Z相输出，RS485数字输出

B、拉绳位移传感器的使用：

a、拉绳尺应该随时处于拉绳的张紧状态，切勿将拉绳拉出，再撒手放开，否则，速度非常快，会弹伤人，同时导

致产品失效。

b、不能过分用力拉，拉绳只起到驱动测量元件的作用，千万不能作为承重轮，有些客户问，能否承载得起几十公斤力，拉绳可以，但内部的测量元件不能承受如此大的机械力。

C、拉绳位移传感器应用范围 ：

仓储位置定位，水库大坝保护，闸门开度控制，压力机械，造纸机械，纺织机械，金属板材机械，包装机械，印刷

机械，水平控制仪，建筑机械，工业机器人，射出机，木工机械，电梯，空气压缩机/油压机，高度机，X-Y轴及其

它长度位移，液位等相关尺寸量测和位置控制。

3. 磁致伸缩位移、液位传感器

 1）磁致伸缩位移传感器的原理：

利用两个不同磁场相交时产生的应变脉冲信号被检测到的时间来计算出磁场相交点的准确位置。一个磁场来自传感

器电子仓的电子部件所产生的脉冲激励，该激励脉冲产生的磁场沿着传感器测杆内用高磁致伸缩材料制成的波导丝

以光速自电子仓端向尾端前进，当与活动的磁场（该永磁铁一般安装在需要检测位置的动板上）相交时，由于磁致

伸缩现象，波导丝在相交点产生一个机械应变脉冲，并以声速从此点经波导丝向电子仓端回传，该应变脉冲被电子

仓中的检测电路探测到。因此，从发射一个主动脉冲波到接收到一个应变脉冲波，这之间的时间就是声速在波导丝

中传递的时间（此处已忽略了主动波运行的时间，实际影响只有0.0001%），已知声速（固定量为3000m/s）和传递

时间，这一距离就当然确定了。当永磁铁运动至新的位置时，重新确定上述测量。因此，磁致伸缩位移传感器具有

高精度、高响应、低迟滞、高可靠性、非接触、寿命长、稳定性高、安装方便等优点，无须重新标定，无须定期维

护，因而被准确测量领域广泛采用。磁致伸缩位移、液位传感器，也叫磁致伸缩传感器或非接触位移传感器

2） SMW-CT系列磁致伸缩位移、液位传感器性能指标

• 非线性误差（±%FS）：0.05%
• 重复性误差：优于0.01%FS
• 分辨率：优于0.01%FS
• 迟滞：优于0.01%FS             
• 温度影响：+0.007% FS /℃
• 零点调整范围：20%FS
• 满量程调整范围：±10%FS
• 频率响应时间：0.2～5ms结构特性

3）测杆材料： 0Cr18Ni9（304），316L不锈钢(特殊定制)、304外包聚四氟乙烯防腐套管（防腐型）

 电子仓外壳材料：1Cr18Ni9（304），1Cr18Ni9Ti外罩尼龙保护罩（防腐型）

 螺纹连接：M18×1.5；M20×1.5；3/4-16UNF（英制）

  法兰连接：法兰材料：1Cr18Ni9Ti；聚四氟乙烯（防腐型）

4）引线方式：PVC屏蔽电缆线（默认长度：2.8m，也可根据用户要求提供），航空插头（不适用于隔爆型产品）

5）防爆标志：隔爆型：EXdⅡBT5

6）外壳防护等级:IP65

A、 输出方式：电压、电流、数字RS485 格雷码SSI

B、应该范围：伺服液压缸活塞位置预置和反馈；伺服气缸活塞位置预置和反馈；研磨机械位置预置和反馈；

铸造锻压机床位置预置和反馈；其它机械如龙门机床位置预置和反馈；掘进机、盾构机、煤矿机械油缸位置

预置和反馈；工程提升机械油缸位置预置和反馈；轧钢机等钢厂机械油缸位置预置和反馈；吹瓶机油缸位置

预置和反馈；注塑机械油缸位置预置和反馈;铁路、桥梁的调节；水位的检测、水闸的控制；木材机械位置预

置和反馈；油罐液位的预置和反馈；化工容器液位的预置和反馈；饮用水和污水处理系统大地测量系统；油

罐液位的测量; 阀门开度的预置和反馈；测量机械的位移；制砖机械油缸位置预置和反馈

4、光栅位移传感器：

A、原理：

滚动式光栅线位移传感器由铝型材、光栅尺、安装端盖、读数头和信号电缆（带插头）等部分组成。光栅尺

（标尺）固定在铝型材壳体中，安装端盖分别固定在壳体的两端，组成以光栅为基准的测量体。读数头由四

裂相指示光栅、光源板、接收板、整形（匹配）板和电缆组成。指示光栅座的侧面装有三只滚珠轴承，指示

光栅和光栅的间隙由其定位保证。指示光栅座的上部装有二只滚轴承。当读数头和光栅作相对运动时，指示

光栅座始终贴在光栅的刻划面和顶部，装在指示光栅两侧的光源和接收板，分别作为光源和光闸莫尔条纹的

接收。该光电信号经数显箱处理为位移数字。这样就完成了光栅对线位移的测量。为便于数显表（箱）的处

理，在传感器中，还把莫尔条纹的光电信号经整形（匹配）处理后再由信号电缆输入。

B、光栅位移传感器技术参数

• 分辨率：0.005mm      0.001mm
• 工作电流：MAX.40ma
• 工作电压：（DC）5V±5%
• 输出电缆：MAX.50m
• 安装间隙：MAX.2mm
• 防护等级：IP67
• 移动速度：2m/s
• 输出信号形式：TTL RS422(5V)/PUSH-PULL
• 贮存、运输温度：-20~70℃
• 工作温度：0-45℃ 

C、光栅位移传感器主要应用:

• 1、各类测量机构、仪器的位移测量：弹簧试验机、三坐标机、投影仪
• 2、各类机床的数显系统：车床、铣床、磨床、镗床、电火花、精密仪器等
• 3、各类数控机床的配套使用：数控铣、加工中心、数控磨等
• 4、配接PLC,用于各类自动化机构的位移测量.

C、产品特点：

• 采用可靠耐用的高精度五轴承系统设计，保证光学机械系统的稳定性
• 传感器采用密封式结构，性能可靠，安装方便
• 采用特殊的耐油、耐蚀、高弹性及抗老化塑胶防水，防尘优异，使用寿命长
• 具体高水平的抗干扰能力，稳定可靠
• 光源采用进口红外发光二极管，体积小寿命长
• 信号线采用多层隔离线网及金属软管保护，防水及抗干扰性能优良
• 采用先进的光栅制作技术，能制作各规格的高精度光栅玻璃尺 
• 差动变压器式位移传感器/差动位移传感器/LVDT位移传感器

D、原理：

差动变压器是把直线位移转换为模拟电压的传感器。因其构造为整体结构，故耐久性和耐环境性都不错，

使用温度范围为 -20 ℃~120℃。差动变压器由一次线圈、二次线圈及可动铁芯构成，在一次线圈中加

上一定电压、频率的正弦波励磁．通过可动铁芯使二次线圈产生感应电压，其输出特性为两个二次线圈

的差动输出是与励磁信号同频的交流电压，经检波电路变换为直流的位移电压被输出。检波电路由整流

二极管及RC滤波器组成，测定范围是可动铁芯的移动行程，一般为数 +mm ～数百 mm 。当可动铁芯

在中心位置时，输出电压为0V：左右移动时产生与移动距离成正比的正、负电压。其线性小于 1 ％，

检出精度达数μ m ；当超过规定行程后误差增大。 差动变压器式位移传感器也叫差动位移传感器、

直线位移传感器、LVDT位移传感器，电感式位移传感器。分为，导杆式，自动复位回弹式，分体式。

E、用途及特点： 

差动变压器式位移传感器具有良好的环境适应性、广泛用于测量预先被变成位移的各种物理量和可以转换

成位移变化的机械量（如张力、压力、振动、液位、等）的测量。传感器的放大电路采用微电子技术，整

体封装在不锈钢的壳体内。输入电压12VDC～24VDC，输出信号±5V、0～5V、0～10V或0～10mA、04～20mA

的信号，可与四位半数显表配合使用。使用时只要把传感器的壳体夹固在参照物上，其测杆顶（或夹固）

在被测点上，就可以直接测量物体间的相对变位，该产品具有以下特点：

①无活动触点、可靠度高、寿命长；

②分辨率高、灵敏度好；

③线性度高、重复性好；

④测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；

⑤无输入时有零位输出电压，引起测量误差；

⑥对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高，不适用于高频动态测量。