Cảm biến rút dây so với bộ mã hóa tuyến tính
Cảm biến-dây rút về cơ bản là một giải pháp đo tuyến tính kết hợp chuyển vị tuyến tính, cơ cấu cuộn dây và cảm biến quay. Mặt khác, bộ mã hóa tuyến tính là phần tử đo tuyến tính-có độ chính xác cao, đánh dấu trực tiếp thang đo trên thước. Cái trước thuận lợi hơn trong những tình huống có hành trình lớn, lắp đặt hạn chế và môi trường khắc nghiệt, trong khi cái sau vượt trội về-độ chính xác cao, hướng dẫn cứng nhắc và các ứng dụng định vị có độ lặp lại cao.
I. Sự khác biệt về nguyên tắc làm việc cơ bản
Cảm biến dây - Draw-: Một sợi dây thép mềm được quấn quanh một trống-có lò xo. Trục trống được kết nối chắc chắn với chiết áp quay hoặc bộ mã hóa quay. Chuyển vị tuyến tính được chuyển đổi thành chuyển vị góc và sau đó tín hiệu tương tự hoặc xung được phát ra.
- Bộ mã hóa tuyến tính: Việc đánh dấu định kỳ được thực hiện trên thước tuyến tính (thang quang, thang từ, v.v.). Đầu đọc di chuyển dọc theo thước, đo trực tiếp độ dịch chuyển tuyến tính của mục tiêu thông qua sự thay đổi từ trường hoặc quang học. Nó thường xuất ra các giá trị số tăng dần hoặc tuyệt đối.
II. Phạm vi đo, độ chính xác và độ phân giải
1. Phạm vi đo
- Cảm biến dây: Phạm vi phổ biến từ hàng chục mm đến vài mét, hàng chục mét hoặc thậm chí hàng trăm mét. Một số nhà sản xuất cung cấp các sản phẩm có phạm vi đo lên tới 50 mét và một số ứng dụng được cho là đã đạt được đường dẫn dài hơn.
- Bộ mã hóa tuyến tính: Thước đơn thường được làm từ hàng trăm mm đến vài mét. Đối với các nét cực dài, cần phải có các giải pháp nối hoặc thay thế. Chiều dài lắp đặt cơ khí dài hơn hành trình đo.
2. Độ chính xác/tuyến tính
- Cảm biến dây: Độ tuyến tính điển hình là ±1% đến ±0,05% của phạm vi đo. Các mô hình hiệu suất-cao có thể đạt được ±0,01%FS; thích hợp cho hầu hết các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi phải kiểm soát và giám sát vị trí.
- Bộ mã hóa tuyến tính: Cách tử quang/từ cấp-cao cấp có thể đạt được độ phân giải ở mức micron- hoặc thậm chí ở mức dưới-micron{4}}và sai số tổng thể rất nhỏ, khiến chúng phù hợp hơn với các ứng dụng có độ chính xác-cao như máy công cụ CNC và nền tảng định vị chính xác.
3. Độ phân giải
- Cảm biến dây (có Bộ mã hóa): Phụ thuộc vào độ phân giải của bộ mã hóa quay bên trong và chu vi trống. Các sản phẩm công nghiệp có thể đạt được nhiều xung trên milimet, mang lại độ lặp lại cao, nhưng hiệu suất tổng thể vẫn bị ảnh hưởng bởi phản ứng dữ dội cơ học và độ đàn hồi của dây.
- Bộ mã hóa tuyến tính: Độ phân giải có thể được thiết kế ở mức rất cao; độ phân giải cấp độ micromet có thể đạt được bằng cách chia nhỏ và cách tử tăng dần. Độ phân giải tổng thể được xác định bằng độ phân giải điện tử và thuật toán nội suy.
III. Không gian lắp đặt và khớp cơ khí
1. Ưu điểm của cảm biến dây
- Chỉ cần cố định một lỗ nhỏ/kẹp tai vào bộ phận chuyển động để kết nối đầu dây. Thân cảm biến có thể được bù đắp và không yêu cầu sự đồng trục nghiêm ngặt giữa thân máy và hướng chuyển động. Nó có thể vượt qua các chướng ngại vật trong không gian thông qua các bánh xe dẫn hướng.
- Kích thước nhỏ gọn, đặc biệt thích hợp để trang bị thêm trong các trường hợp "thiết bị đã được chế tạo và khó sửa đổi" cũng như cho các phép đo hành trình dài-chẳng hạn như các phép đo sử dụng xi lanh thủy lực và bệ nâng.
2. Đặc điểm của bộ mã hóa tuyến tính
- Yêu cầu bề mặt tham chiếu lắp tương đối dài để cố định thân cân và đảm bảo độ song song và độ thẳng của thân cân với bàn trượt/dẫn hướng chuyển động. Đầu đọc được kết nối chắc chắn với thành phần đo, đòi hỏi độ chính xác lắp đặt cao.
- Thích hợp cho các cơ chế chuyển động tuyến tính có độ cứng kết cấu tốt và độ chính xác dẫn hướng cao, chẳng hạn như thanh dẫn hướng CNC và mô-đun tuyến tính.
IV. Khả năng thích ứng và độ tin cậy với môi trường
1. Cảm biến điều khiển bằng dây-
- Cơ cấu cuộn dây có thể được lắp đặt ở vị trí tương đối "an toàn". Thân chính có sẵn mức bảo vệ từ IP65 đến IP68, phù hợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt như bụi, dầu, môi trường ngoài trời; miễn là đường dẫn dây không bị cọ xát hoặc nhiễm bẩn nghiêm trọng.
- Dây là bộ phận dễ bị mòn. Chuyển động tịnh tiến qua lại tốc độ cao-trong thời gian dài hoặc ma sát ngang đòi hỏi phải chú ý đến tuổi thọ và bảo trì. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng hàng hải và tải trọng nặng, có sẵn các giải pháp điều khiển bằng dây-không tiếp xúc hoặc{7}}áp suất-cao.
2. Bộ mã hóa tuyến tính
- Bộ mã hóa quang học rất nhạy cảm với dầu và bụi, thường cần có vỏ bảo vệ, rèm chắn gió kín hoặc môi trường sạch sẽ. Bộ mã hóa từ tính có khả năng chống nhiễm bẩn tốt hơn nhưng vẫn cần được bảo vệ nâng cao trong môi trường có tác động mạnh, rung động và ăn mòn.
- Do không có dây thép linh hoạt và lò xo tua lại nên chúng có ít điểm mòn hơn, dẫn đến độ ổn định lâu dài-tốt hơn và phù hợp với các thiết bị yêu cầu độ lặp lại cao.
V. Lựa chọn chi phí và ứng dụng điển hình
1. Chi phí và Hiệu quả-Chi phí tổng thể
Cảm biến dẫn hướng bằng dây - nhìn chung tiết kiệm hơn so với bộ mã hóa quang/từ tuyến tính có các hành trình bằng nhau trong các ứng dụng hành trình dài-. Chúng yêu cầu sửa đổi cơ học tổng thể ít hơn, dễ bảo trì hơn và có chi phí vòng đời tổng thể thấp hơn.
Bộ mã hóa tuyến tính có độ chính xác cao-tương đối đắt hơn và yêu cầu nhiều công việc cài đặt và chạy thử hơn nhưng hiệu quả về chi phí-của chúng vẫn vượt trội trong các ứng dụng định vị chính xác.
2. Kịch bản đề xuất điển hình
- Tình huống phù hợp hơn với cảm biến dẫn đường-có dây:
Các phép đo hành trình - dài-chẳng hạn như phản hồi hành trình xi lanh thủy lực, đo chiều cao cần cẩu/sàn nâng, kéo dài/rút lại khung đỡ của xe hoặc máy xây dựng và cần cẩu xếp chồng trong kho.
- Các tình huống trong đó không gian lắp đặt bị hạn chế, đường chuyển động không thẳng hoàn toàn, cần phải "đi đường vòng" bằng bánh xe dẫn hướng hoặc khi các bộ phận điện tử cần được đặt cách xa khu vực có-nhiệt độ cao và độ rung-cao.
3. Các kịch bản phù hợp hơn với bộ mã hóa tuyến tính:
- Các ứng dụng yêu cầu độ chính xác và độ lặp lại định vị ở cấp độ micron-micron hoặc thậm chí cao hơn, chẳng hạn như máy công cụ CNC, máy mài, máy đo tọa độ và mô-đun tuyến tính chính xác.
- Thiết bị trong các tòa nhà nhà máy-được bảo vệ tốt, với hành trình tương đối ngắn đến trung bình và cấu trúc cho phép gắn trực tiếp thước tuyến tính và đầu đọc.
