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磁性长度和角度测量



磁性传感器

增量式和绝对值式 MagLine 磁性传感器

磁尺或者磁环上的信息将会通过一个磁性传感器转换并传输给后计算电子设备有源传感器的测量值将转换成数字式数脉冲,模拟正玄-余弦-信号或者串行绝对值。无源传感器必须与一个显示器或者计算电子设备组合。

可选磁性传感器替代光学传感器以降低成本

磁性传感器在坚固性和效率方面特别突出。与光学传感器相比,它可以无接触工作,无磨损并且对污染不敏感。因此磁性传感器无需或者只需很低的维护费用。另外,安装非常灵活: 磁传感器和磁尺之间的距离与光学测量系统相比要明显更大一些。下面的结构可供选择:

  • 各种不同的结构尺寸
  • 独特的插头式结构
  • 在客户专用外壳内安装式


增量式测量技术和绝对式测量技术

在选择合适的传感器时,按照测量方式会产生第一个问题: 增量式或者绝对式?常用和经常提到的低成本方式是增量式位移测量: 一条磁尺通过规格排列的南北极进行编码; 极长确定最大分辨率和系统精确性。传感器头上装有传感器元件,在一段被定义的距离中的码尺上运行并读取磁场值,该磁场被编辑为方波信号(计数脉冲)格式。脉冲的计数只是对已经行驶过的位移的统计。

 
磁性绝对式测量涉及到一个双轨道磁尺,也就是说一侧是一个增量式轨道,而另一侧的轨道被绝对式编码。在一段确定的尺长度上这个编码只产生一次。优点是传感器能确切的了解它所在的位置-即使在断电状态。在切断电源的情况下,增量式测量方法必须要进行参考运行,以便于传感器能够再次找到确定的基准点,然后将其反馈给控制器。为了避免这个过程步骤,SIKO 推出所谓的准绝对式传感器解决方案。通过电池将必要的测量信息缓存。所以在这个系统中可以省略参考运行的操作,例如在电源中断之后。在医药和分析技术的许多领域中这个作为安全预防措施是必不可少的。使用真绝对式传感器技术可以完全回避这个问题。 

主动磁传感器或者被动磁传感器?

除了增量式或者绝对式磁场传感器的区别外,还要注意它是否是主动传感器或是被动传感器。MagLine 被动传感器提供一个向外的不可利用的信号,因此必须要与一个后续电子器如 MagLine 测量指示器或者 MagLine 计算电子器相连接。SIKO 的主动磁性传感器可将已接收到的信号转化并具有标准化的接口,通过这个接口将信息继续传达给上级控制器,也就是客户端的后续电子设备。MagLine 系列的 MS 传感器具有被动特性,而MSK 传感器向外主动工作。 

在许多领域中的磁性长度测量和磁性角度测量

磁性传感器应用与许多不同的领域,特别是在污染的环境和重载应用中。应用范围例如:

  • 销钻工作台的线性驱动、实木复合地板生产、管膜包装(MagLine Micro)
  •  CT-病床、跟踪镜(太阳能发电厂)、圆锯、石料切割(MagLine Basic)
  • 舞台技术、叉车技术、垃圾和废料挤压、石料切割 (MagLine Macro)
  • 风力发电装置、电梯技术、弯管技术、入口控制 (MagLine Roto) 


需要哪种样式的磁性传感技术,应用于哪些方面,请参照产品家族概览。产品家族包含关于从磁尺到测量指示器的所有最佳匹配的传感器部件。
 



磁栅尺

原装 MagLine 磁尺,增量式和绝对值式

MagLine磁尺是用于位移和角度测量的灵活的标尺。该磁尺增量式或者绝对式可供选择,它由一个磁性编码塑料尺组成,该塑料尺连接一个用于支撑的钢尺。

磁性长度测量技术和磁性角度测量技术的编码

磁尺(带磁层的灵活钢尺)在SIKO公司被精确而认真的生产出来。在专门研发的过程中,磁尺系统可获得一个或者多个磁性编码轨道。 

磁性增量式测量作为经济性的解决方案

增量式编码提供强大和低成本的全能解决方案,例如灵活的磁尺可在自粘贴安装之前独立进行组装。增量式磁尺定期通过南北极进行编码。极长决定最大分辨率和系统精确性。单极之间的距离越短,磁尺的精确等级越高。
 

用于高测量安全性的绝对值测量

尺材料的绝对式编码使得系统属性具有特别强的重复精确性和测量安全性。配备磁性传感器允许绝对式磁性测量在断电状态下可进行位置检测。当电源中断之后或系统关掉后重启,传感器位置在此期间改变时,实际位置值也可被检测和转化。 

磁性长度测量系统和磁性角度测量系统的简易安装

„MagLine“ 系列的磁性长度测量系统和磁性角度测量系统可以直接安装在定位过程或者加工过程上并可避免因为齿轮间隙或者轴公差产生的测量错误。

磁性传感器和磁尺之间的读取间距与光学测量系统相比可更加的明显。.由此得出,当间距超过了定义的测量范围的边界(例如不准确引导),也是没有问题的。位置值的准确度和可重复性不会因此变差。

 



磁环

MagLine 磁环用于旋转测量任务

磁环 是磁性编码的塑料尺,用于角度测量转速测量或者速度测量,他们属于产品家族MagLine Roto ,用于转动磁性测量。

装上磁尺,开始编码

对旋转运动的位移测量有专门的要求: 尽管转动和震动属于机械制造中的标准应用,但这依然是对测量系统生产商的挑战。SIKO的磁性编码尺有两种形式: 作为灵活的磁环无法兰或者粘贴有一个铁环(法兰)。在环上粘贴可能会产生不必要的突出位置而导致测量值不准确。为了避免这点,SIKO创立了自己的环生产,先加上磁尺最后进行增量编码。凭借SIKO磁环的生产质量,能够进行360°的测量。
 

根据客户需求的磁环

除了已有不同尺寸的磁环,SIKO还提供很据客户要求量身定做的磁环。大量订购,SIKO可为您的磁环编码。
 

选择磁环的准则

选择匹配的磁环的决定因素如下:

  • 所需尺寸 (外径)
  • 脉冲/转数
  • 精确等级
  • 磁环/磁带环上的触点数
  • 基准点采用: 是或不是




评估电子设备

测值模块,用于磁性无缘传感器的测值电子器

计算电子器测量信号转换为被动式磁性传感器 的测量信号转换数字式为数字式技数脉冲或者串行绝对值。操作非常的舒适,参数可简易的进行更改。

计算电子器是这样工作的

MagLine产品系列的无源磁性传感器与SIKO的计算电子器相连 接,同有源传感器一样工作并且可以将它的信息传送给上级控制单元。利用计算电子器可以简易的将专用参数提前与具体的应用相匹配。例如通过在计算电子器中集 成的DIP开关来设置所需的分辨率。当选择无计算电子器的有源磁性传感器时必须提前决定所要的分辨率并要考虑相应的传感器。
 
根据各种应用中的可用空间关系,传感器头的尺寸常常是决定性的因素。无源磁性传感器具有更小的传感器头,因为它只需扫描磁性信号因此其内部需要更少的电子 元件。在有源 磁性传感器中就明显需要安装更多的电子元件,来保证将测量值转化为数字脉冲,模拟正弦-余弦信号或者串行绝对值。因此 „无源磁性传感器/ 计算电子器“ 的组合在小空间的磁性线性测量中是首选的方案。 

选择计算电子器的标准

 

  • 最大分辨率
  • 读取间距



测斜仪 / 倾斜度传感器

更方便测量斜度的测斜仪。

测斜仪 (或者倾斜度传感器) 测量相对地面中点的绝对倾斜度。此测量值通过 RS232, CANopen 或者模拟信号传送到主控制器
测斜仪/倾斜传感器可简易的进行倾斜度检测
测斜仪最适用于测量相对于地心的倾角并可将方位测定信息传达给上一级控制系统。旧式角度仪(也被称为倾斜传感器、斜角罗盘或者倾斜计)的工作基础是一个简单的摆锤,它因倾斜运动而改变方向。然后这种方向上的改变幅度可以用视觉、电容、电感或电子方式加以测定。

SIKO倾斜传感器全部基于现代化的MEMS(微机电系统)技术原则。在此测量原则下,一串电极被植入密封ASIC(专用集成电路)芯片。电极之间的电压值将通过监测电容值变化得以测量。

既可单轴测量(0 - 360 °),也可双轴测量(± 80 °),系统最大精度为0.1 °,分辨率为0.01 °。

测量数据会直接以模拟方式(0 – 10 V或者4 – 20 mA)或数字方式(RS232接口)或通过CANopen发布。使用CANopen接口时可实现多达127个参与者的总线操作。

此外SIKO倾斜传感器还具有其他优点,譬如利用RS232或CANopen接口自由设定不同参数(例如过滤器、旋转方向、位移零点),或者在客户应用中使用示教(Teach-In)功能限制测量范围(例如45 ° - 180 °)。

倾斜传感器的位移零点可以在应用时于工作现场直接通过独立PIN码进行调整(Teach-In功能)。

倾斜传感器的其他优点还包括,它可以方便地安装到测量面上(借助便捷的螺旋接合),并且具有高IP防护等级。所有倾斜传感器都至少拥有IP67的防护等级。许多传感器也具有防护长时间水淹的密闭等级(IP68)或者可以防护水喷溅(IP69k)。

无论是医药技术、移动自动化还是太阳追踪系统——倾斜传感器具有多元应用空间
角度仪的应用领域非常多样化。例如在可再生能源领域,角度仪可以用来测量太阳光跟踪器探测模块(聚光光伏模组、聚光太阳能热发电系统镜面)或碗状反射装置的倾角。

在医药技术领域,因为角度仪具有抗X光射线性能,因而也被用于测量角度/倾斜度。许多CT(电脑断层扫描仪)、MRT(核磁共振成像仪)或者X光机都借助高精度倾斜传感器监测射线臂的调节校准。

倾斜传感器的另一个广泛应用空间在于移动自动化领域。诸如挖掘机挖臂或挖铲的角度测量等监控任务经常需要通过角度仪来保障。此外云梯消防车上升降平台的位置监控,以及建筑施工机械或市政工程车在不平坦地面上的校平测量,也都属于倾斜传感器的标准任务。

对比倾斜传感器和转角探测器
在移动自动化领域,倾斜传感器可以作为SIKO绝对转角探测器的补充。

倾斜传感器的优点在于良好的耐高温性和抗震防抖性(与光学转角探测器相比)。此外,它们完全不包含机械易磨损件(轴承等),并且可以安装在旋转轴心之外(离轴)。

另外,它们还具有抗冷凝性。

反之,转角探测器多适用于待测角度与地心无关,而是以固定参考点为基准(例如挖臂相对于挖掘机底盘)的应用。

哪种角度仪(转角探测器还是倾斜传感器)最终被选用,很大程度上还取决于工作现场的场地情况、所需接口、期待达到的分辨率和角度仪安装的简易性。

SIKO作为专业联系伙伴,将在选取恰当测量系统或进一步的问题解答中随时为您效劳。





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