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磁致伸缩位移传感器输出选择

  磁致伸缩位移传感器可提供多种不同的输出信号类型,以适应各种应用需求和控制架构。让我们看一下线性磁致伸缩位移传感器的三种最常见的输出信号类型。1)模拟,2)基于时间的数字和3)串行数字,并讨论每种方法的优缺点。

  模拟量工业自动化中使用的绝大多数磁致伸缩位移传感器都是模拟量输出。通常,模拟输出传感器以DC电压或DC电流的形式提供输出。公共电压输出范围包括0至10 Vdc和-10至+10 Vdc。公共电流输出范围包括0至20 mA和4至20 mA。

  优点:

  易于实施–工业控制器上的模拟输入变得越来越普遍,并且现在更便宜

  轻松排除故障–可以使用简单易用的万用表测试和验证模拟信号。不需要专门的测试设备。

  缺点:

  易受电干扰(噪声)的影响–模拟位置信号的性质使其容易受到诸如电机,驱动器,螺线管等产生噪声的设备的干扰。即使采用适当的接地和屏蔽措施,有时也会产生电气噪声。最终,电气干扰会限制模拟位置传感器提供的有效分辨率。

  基于时间的数字

  主要基于磁致伸缩原理在磁致伸缩位移传感器中实现,具有基于时间的数字输出的传感器会生成按时间分隔的数字脉冲。脉冲之间的时间与所测量的线性位置成正比。常见的输出格式包括启动/停止,脉宽调制(PWM)和再循环PWM。

  优点:

  不受电干扰的影响–使用差分线路驱动器发送和接收数字脉冲意味着信号大部分不受电干扰的影响。差分线路驱动器还允许传感器和控制器之间的电缆长距离大于1500英尺。

  更低的成本–与相同类型的模拟传感器相比,具有基于时间的数字输出的传感器通常价格较低。这是因为基于时间的数字信号是这些传感器的核心本地信号,因此传感器本身内部不需要其他处理电子设备。

  缺点:

  某种专用接口–基于时间的数字传感器通常需要在PLC或运动控制器中使用专用的专用接口模块。

  故障排除更加困难–在某些情况下,可能需要专用测试设备(例如示波器)来测试这些类型的传感器信号。

  串行数字

  具有串行数字输出的线性磁致伸缩位移传感器在工业传感器市场中所占的份额很小。但该领域正在扩大。串行数字协议,例如同步串行接口(SSI),DeviceNet,以太网和Profibus等,为工业线性磁致伸缩位移传感器带来了更高水平的先进性和先进的功能。

IO-LINK磁致伸缩位移传感器
数字磁致伸缩位移传感器

  优点:

  内置诊断程序–许多串行数据协议允许对传感器进行实时状态监视。在许多情况下,一个或多个专用位可用于指示传感器的操作故障。

  更多信息–除了位置信息外,许多串行数字传感器还可以提供线速度反馈。此新增功能不需要控制器计算速度,从而可以释放处理器开销。

  缺点:

  费用–由于需要额外的内部处理,串行数字传感器通常比其模拟或基于时间的数字传感器成本更高。

  那么,哪种输出信号类型最好?这个问题真的没有答案。选择哪种输出信号格式取决于应用程序中最重要的内容。如果简单易行且排除故障排在首位,那么模拟传感器可能很有意义。如果您需要传感器级别的诊断功能,则串行数字传感器可能是最佳选择。如果您需要一种在电噪声环境下性能良好的低成本传感器,则可能需要考虑基于时间的数字输出。