測量直線傳感器：用于直線位移測量的傳感器

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Int.CI?

權(quán)利要求說明書
說明書
幅圖

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）發(fā)明名稱

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用于直線位移測量的傳感器

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57
）摘要

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本實用新型提出一種用于直線位移測
量的傳感器，屬于位移精密測量裝置。傳感
器有兩部分等分開槽的直線形基體構(gòu)成繞制
線圈的骨架，作為長尺或短尺；其特征在于
一基體上繞有激勵線圈，另一基體上繞有感
應(yīng)線圈；感應(yīng)線圈與激勵線圈相對運動；激
勵線圈連接激勵電源，激勵信號和感應(yīng)線圈
輸出的電信號分別連接到放大電路，再經(jīng)整
形電路整形后，由數(shù)字比相器進(jìn)行相位比
較；兩路信號的相位差由插補的時鐘脈沖個
數(shù)表示，再換算成直線位移值，直接或經(jīng)微

測量直線傳感器：直線傳感器

直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉(zhuǎn)換成電信號。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。

目錄

什么是直線傳感器
直線傳感器工作原理
直線傳感器作用

什么是直線傳感器
將傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結(jié)果。直線位移傳感器也叫電子尺，實際上就是一個滑動變阻器。

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

通用型直線位移傳感器設(shè)計參數(shù)
耐磨壽命: >100x106 次
線性精度誤差:<0.05% 重復(fù)性誤差: <0.005mm 最大移動速度: 10m/s 沖擊系數(shù): IEC 68-2-29:1968 50g 振動系數(shù): IEC 68-2-6:1982 20g 最大容許電壓: DC60V/5Kω～ 20Kω；DC36V/2Kω～4Kω；DC24V/1Kω 溫漂系數(shù): <1.5ppm/℃ 型號簡介： 拉桿式 通用拉桿導(dǎo)電塑膠膜系列，有效行程 75mm～1250mm，兩端均有 4mm 緩沖行程，精度 0.05%～0.04%FS。外殼表面陽極處理，防腐蝕；內(nèi)置導(dǎo)電塑料測量單元，無溫漂，壽命長；具有自動電氣接地功能。密封等級為 IP67，DIN 標(biāo)準(zhǔn)插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場合；拉桿球頭具有 0.5mm 自動對中功能，允許極限運動速度為 10m/s。 滑動式 通用滑塊導(dǎo)電塑膠膜系列，有效行程 75mm～3000mm，兩端均有 4mm 緩沖行程，精度 0.05%～0.02%FS。外殼表面陽極處理，防腐蝕；內(nèi)置導(dǎo)電塑料測量單元，無溫漂，壽命長；具有自動電氣接地功能。密封等級為 IP54（向下安裝時為 IP57），DIN 標(biāo)準(zhǔn)插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場合，特別是長度方向受到限制，對中較困難的場合；拉桿配合球頭具有 10mm 自動校正功能，允許極限運動速度為 10m/s。 使用要求： 供電電壓要穩(wěn)定 工業(yè)電源要求±0.1%的穩(wěn)定性，比如基準(zhǔn)電壓 10V，允許有±0.01V 的波動，否則，會導(dǎo)致顯示的圈套波動。如果這時的顯示波動幅度不超過波動電壓的波動幅度，位移傳感器電子尺就屬于正常。     防止靜電干擾 靜電干擾和調(diào)頻干擾很容易使電子尺顯示數(shù)字跳動。設(shè)備的強電線路與電子尺的信號線分開線槽。電子尺應(yīng)使用強制接地支架，且使電子尺外殼（可測量端蓋螺絲與支架之間的電阻，應(yīng)小于 1ω電阻）良好接地，信號線使用屏蔽線，且在電箱的一端應(yīng)予將屏蔽線接地。靜電干擾時，一般萬用表的電壓測量非常正常，但就是顯示數(shù)字跳動；高頻器干擾時其現(xiàn)象也一樣。驗證是不是靜電干擾，用一段電源線將電子尺的封蓋螺絲與機器上某一點金屬短接即可，只要一短接，靜電干擾立即消除。但高頻干擾就難以用上述辦法消除，而且機器手、變頻器多出現(xiàn)高頻干擾，可以用停止機械手或變頻節(jié)電器的辦法驗證。 [3]       不能接錯三條線 “1”、“3”線是電源線，“2”是輸出線，除電源線（“1”、“3”線）可以調(diào)換外，“2”線只能是輸出線。上述線一旦接錯，將出現(xiàn)線性誤差大，出現(xiàn)控制非常困難,控制精度差，容易顯示跳動等現(xiàn)象。     電源容量要充足 如果電源容量太小，容易發(fā)生如下情況：合模運動會導(dǎo)致射膠電子尺顯示跳動，或熔膠運動會導(dǎo)致合模電子尺的顯示波動。特別是電磁閥驅(qū)動電源于電子尺供電電源在一起時容易出現(xiàn)上述情況，嚴(yán)重時可以用萬用表的電壓檔測量到電壓的波動。如果在排除了靜電干擾、高頻干擾，對中性不好的情況下仍不能解決問題，也可以懷疑是電源的功率偏小。   安裝對中性要好 角度容許±12°誤差，平行度容許±0.5mm，如果角度誤差和平行度誤差都偏大，就會導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動。在這種情況下，一定要對角度和平行度的調(diào)整。       防止短路 位移傳感器電子尺工作過程中,有規(guī)律的在某一點顯示數(shù)據(jù)跳動或不顯示數(shù)據(jù),這種情況就要檢查連接線絕緣是否有破損并與機器的金屬外殼有規(guī)律的接觸引發(fā)的對地短路。     避免老化 對于使用時間很久的電子尺，密封老化，可能有很多雜質(zhì)，并有油、水混合物，影響電刷的接觸電阻，導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動，可以認(rèn)為是位移傳感器電子尺本身的早期損壞。 直線傳感器工作原理 工作原理： 直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉(zhuǎn)換成電信號。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結(jié)果。 直線傳感器作用 通用型應(yīng)用領(lǐng)域 1、 KTC、KTM、LS 拉桿結(jié)構(gòu)是一般通用結(jié)構(gòu)，配合可選拉球萬向頭或魚眼萬向頭，可以減少因安裝的非對中性而帶來的不良影響；適用于注塑機，紡織機械，木工機械等。 2、 KPC、KPM 兩端固定帶絞接運動型，適合擺動的，傳感器本體無法固定的測量系統(tǒng)中,傳感器會隨著測量運動而運動； 3、 KTF、KFM 滑塊型適應(yīng)最小安裝長度尺寸的應(yīng)用，配合加長臂，可以消除安裝的非對中的不良影響； 4、 KTR 型是一款微型自恢復(fù)式拉桿結(jié)構(gòu)，無需牽引安裝； 5、 KPF 型法蘭面固定結(jié)構(gòu)更可以檢測腔體內(nèi)部位移。

測量直線傳感器：直線位移傳感器

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直線位移傳感器
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本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目
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直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉(zhuǎn)換成電信號。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結(jié)果。
中文名
直線位移傳感器
外文名
linear displacement transducer
最大容許電壓
: DC60V/5KΩ～ 20KΩ
最大移動速度
10m/s
沖擊系數(shù)
IEC 68-2-29:1968 50g
學(xué)    科
電機工程
目錄
1
簡要概述
2
功能原理
3
設(shè)計參數(shù)
4
應(yīng)用領(lǐng)域
5
型號簡介
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拉桿式
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滑動式
6
使用要求
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供電電壓要穩(wěn)定
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防止靜電干擾
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不能接錯三條線
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電源容量要充足
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安裝對中性要好
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防止短路
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避免老化
7
注意事項
直線位移傳感器簡要概述
編輯
語音
直線位移傳感器
直線位移傳感器也叫電子尺，實際上就是一個滑動變阻器。
[1]
直線位移傳感器功能原理
編輯
語音
直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉(zhuǎn)換成電信號。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結(jié)果。
[1]
直線位移傳感器設(shè)計參數(shù)
編輯
語音
通用型直線位移傳感器設(shè)計參數(shù)耐磨壽命: >100x106次線性精度誤差:<0.05% 直線位移傳感器(9張) 重復(fù)性誤差: <0.005mm最大移動速度: 10m/s沖擊系數(shù): IEC 68-2-29:1968 50g振動系數(shù): IEC 68-2-6:1982 20g最大容許電壓: DC60V/5KΩ～ 20KΩ；DC36V/2KΩ～4KΩ；DC24V/1KΩ溫漂系數(shù): <1.5ppm/℃ [1] 直線位移傳感器應(yīng)用領(lǐng)域 編輯 語音 通用型應(yīng)用領(lǐng)域1、 KTC、KTM、LS拉桿結(jié)構(gòu)是一般通用結(jié)構(gòu)，配合可選拉球萬向頭或魚眼萬向頭，可以減少因安裝的非對中性而帶來的不良影響；適用于注塑機，紡織機械，木工機械等。2、 KPC、KPM兩端固定帶絞接運動型，適合擺動的，傳感器本體無法固定的測量系統(tǒng)中,傳感器會隨著測量運動而運動；3、 KTF、KFM滑塊型適應(yīng)最小安裝長度尺寸的應(yīng)用，配合加長臂，可以消除安裝的非對中的不良影響；4、 KTR型是一款微型自恢復(fù)式拉桿結(jié)構(gòu)，無需牽引安裝；5、 KPF型法蘭面固定結(jié)構(gòu)更可以檢測腔體內(nèi)部位移。 [2] 直線位移傳感器型號簡介 編輯 語音 直線位移傳感器拉桿式 通用拉桿導(dǎo)電塑膠膜系列，有效行程75mm～1250mm，兩端均有4mm緩沖行程，精度0.05%～0.04%FS。外殼表面陽極處理，防腐蝕；內(nèi)置導(dǎo)電塑料測量單元，無溫漂，壽命長；具有自動電氣接地功能。密封等級為IP67，DIN標(biāo)準(zhǔn)插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場合；拉桿球頭具有0.5mm自動對中功能，允許極限運動速度為10m/s。 [2] 直線位移傳感器滑動式 通用滑塊導(dǎo)電塑膠膜系列，有效行程75mm～3000mm，兩端均有4mm緩沖行程，精度0.05%～0.02%FS。外殼表面陽極處理，防腐蝕；內(nèi)置導(dǎo)電塑料測量單元，無溫漂，壽命長；具有自動電氣接地功能。密封等級為IP54（向下安裝時為IP57），DIN標(biāo)準(zhǔn)插頭插座，可以適用在大多數(shù)通用場合，特別是長度方向受到限制，對中較困難的場合；拉桿配合球頭具有10mm自動校正功能，允許極限運動速度為10m/s。 [2] 直線位移傳感器使用要求 編輯 語音 直線位移傳感器供電電壓要穩(wěn)定 工業(yè)電源要求±0.1%的穩(wěn)定性，比如基準(zhǔn)電壓10V，允許有±0.01V的波動，否則，會導(dǎo)致顯示的圈套波動。如果這時的顯示波動幅度不超過波動電壓的波動幅度，位移傳感器電子尺就屬于正常。 [3] 直線位移傳感器防止靜電干擾 靜電干擾和調(diào)頻干擾很容易使電子尺顯示數(shù)字跳動。設(shè)備的強電線路與電子尺的信號線分開線槽。電子尺應(yīng)使用強制接地支架，且使電子尺外殼（可測量端蓋螺絲與支架之間的電阻，應(yīng)小于1Ω電阻）良好接地，信號線使用屏蔽線，且在電箱的一端應(yīng)予將屏蔽線接地。靜電干擾時，一般萬用表的電壓測量非常正常，但就是顯示數(shù)字跳動；高頻器干擾時其現(xiàn)象也一樣。驗證是不是靜電干擾，用一段電源線將電子尺的封蓋螺絲與機器上某一點金屬短接即可，只要一短接，靜電干擾立即消除。但高頻干擾就難以用上述辦法消除，而且機器手、變頻器多出現(xiàn)高頻干擾，可以用停止機械手或變頻節(jié)電器的辦法驗證。 [3] 直線位移傳感器不能接錯三條線 “1”、“3”線是電源線，“2”是輸出線，除電源線（“1”、“3”線）可以調(diào)換外，“2”線只能是輸出線。上述線一旦接錯，將出現(xiàn)線性誤差大，出現(xiàn)控制非常困難,控制精度差，容易顯示跳動等現(xiàn)象。 [3] 直線位移傳感器電源容量要充足 如果電源容量太小，容易發(fā)生如下情況：合模運動會導(dǎo)致射膠電子尺顯示跳動，或熔膠運動會導(dǎo)致合模電子尺的顯示波動。特別是電磁閥驅(qū)動電源于電子尺供電電源在一起時容易出現(xiàn)上述情況，嚴(yán)重時可以用萬用表的電壓檔測量到電壓的波動。如果在排除了靜電干擾、高頻干擾，對中性不好的情況下仍不能解決問題，也可以懷疑是電源的功率偏小。 [3] 直線位移傳感器安裝對中性要好
角度容許±12°誤差，平行度容許±0.5mm，如果角度誤差和平行度誤差都偏大，就會導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動。在這種情況下，一定要對角度和平行度的調(diào)整。
[3]
直線位移傳感器防止短路
位移傳感器電子尺工作過程中,有規(guī)律的在某一點顯示數(shù)據(jù)跳動或不顯示數(shù)據(jù),這種情況就要檢查連接線絕緣是否有破損并與機器的金屬外殼有規(guī)律的接觸引發(fā)的對地短路。
[3]
直線位移傳感器避免老化
對于使用時間很久的電子尺，密封老化，可能有很多雜質(zhì)，并有油、水混合物，影響電刷的接觸電阻，導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動，可以認(rèn)為是位移傳感器電子尺本身的早期損壞。
[3]
直線位移傳感器注意事項
編輯
語音
一、如果電子尺已經(jīng)使用很長時間了，而且密封已經(jīng)老化，同時夾雜著很多雜質(zhì)，而且水混合物和油會嚴(yán)重影響電刷的接觸電阻的，這樣會使顯示的數(shù)字不停地跳動。這個時候可以說直線位移傳感器的電子尺已經(jīng)損壞了，需要更換。二、若電源的容量很小，就會出現(xiàn)很多情況的，所以，供電電源需要有充分的容量。那么，容量不足，就會造成如下的情況：熔膠的運動會使合模電子尺的顯示變換，有波動，或者合模的運動會使射膠電子尺的顯示波動，造成測量結(jié)果誤差很大。如果電磁閥的驅(qū)動電源于直線位移傳感器供電電源同時在一起的時候，更容易出現(xiàn)以上的情況，情況嚴(yán)重時用萬用表的電壓檔甚至可以測量到電壓的有關(guān)波動。如果情況不是因為高頻干擾、靜電干擾或者是中性不夠好的造成的，那么就有可能是電源的功率太小造成的。三、調(diào)頻干擾和靜電干擾都有可能讓直線位移傳感器的電子尺的顯示數(shù)字跳動的。電子尺的信號線與設(shè)備的強電線路要分開線槽。電子尺必須要強制性地使用接地支架，而且同時讓電子尺的外殼跟地面良好地接觸。信號線需要使用屏蔽線，而且電箱的一段應(yīng)該跟屏蔽線接地的。如果有高頻干擾的時候，通常使用萬用表的電壓測量就會顯示正常，但是顯示數(shù)字就是會跳動不停的;而出現(xiàn)靜電干擾時，出現(xiàn)的情況也是跟高頻干擾一樣的。要證明看是否是靜電干擾時，可以先使用一段電源線把電子尺的封蓋螺絲跟機器上的某一些的金屬短接起來就可以了，只要一短接起來，靜電干擾就會馬上消除掉的。但是如果要消除掉高頻干擾就很難用上面的方法了，變頻節(jié)電器和機器手都經(jīng)常出現(xiàn)高頻干擾的，所以可以試一下用停止高頻節(jié)電器或者機械手的方法來驗證是不是高頻干擾的。四、如果直線位移傳感器的電子尺在工作的過程當(dāng)中，在某一點的顯示數(shù)據(jù)有規(guī)律地跳動，或者是沒有顯示數(shù)據(jù)的時候。五、供電的電壓一定要穩(wěn)定，工業(yè)的電壓需要符合±0.1[%]的穩(wěn)定性，例如，基準(zhǔn)電壓是10V的話，就可以允許有±0.01V的波動變化，如果不是的話，就會引起顯示的圈套波動這樣的情況。但是如果這個時候的顯示波動的幅度沒有超過波動電壓的波動的幅度的話，那么電子尺就是正常的了。六、安裝直線位移傳感器的對中性需要很好，但是平行度可以允許有±0.5mm的誤差，角度可以允許有±12°的誤差。但是如果平行度誤差和角度誤差都是偏大的話，這樣會出現(xiàn)顯示數(shù)字跳動的情況。那么出現(xiàn)這樣的情況的時候，必須要對平行度和角度進(jìn)行調(diào)整了。七、在連接的過程當(dāng)中，一定要多加注意，電子尺的三條線是不可以接錯的。
[3]
詞條圖冊
更多圖冊
參考資料
1.

董積輝,張東來,秦海亮,王毅. 一種直線位移傳感器設(shè)計[J]. 儀表技術(shù)與傳感器,2007,(01):3-4.
2.

李永清,李振波,申安安,劉妍,張衛(wèi),趙志峰. 高可靠直線位移傳感器[J]. 儀表技術(shù)與傳感器,2007,(12):12-13.
3.

陶永亮. 直線位移傳感器在注塑機上的應(yīng)用[J]. 電子科技,2012,(10):134-137.

測量直線傳感器：直線位移傳感器基礎(chǔ)知識

隨著自動化生產(chǎn)過程中對精度水平有更高的要求，直線位移傳感器在這里面得到廣泛的應(yīng)用。如在紡織行業(yè)中的過程控制應(yīng)用中，它可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還能降低了生產(chǎn)成本以及因故障帶來的損失。直線位移傳感器最早是電位計式，然后發(fā)展為磁致伸縮式，現(xiàn)在很多都采用電感式檢測，精度和穩(wěn)定性得到很大的提高。下面對它的基礎(chǔ)知識做下簡要介紹。
原理
直線位移傳感器是通過電位器元件把直線機械位移量轉(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)關(guān)系的電信號裝置。為實現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計的電位器，就一定要要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關(guān)系。通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。
新型電感式檢測直線位移傳感器是利用RLC耦合電路，它比電位計式和磁致伸縮式傳感器有更大的優(yōu)勢，屬于非接觸測量傳感器的一種。它集成了信號發(fā)射器和接收器線圈系統(tǒng)，可以以印刷線圈的形式被準(zhǔn)確地固定在印制電路板上。發(fā)射信號線圈由高頻交流磁場激活并與諧振器相互作用產(chǎn)生一個RLC的感應(yīng)電路。在布有接收信號線圈的位置，電壓的變化由諧振器與線圈的相互作用而產(chǎn)生。這也是傳感器的輸出信號。為了使測量更加快速方便，傳感器中分別有一個粗略和精確的測量線圈系統(tǒng)。它們用來定位諧振器的位置。兩者同時作用保證了測量的準(zhǔn)確性。
使用要求
一、保證供電電源的穩(wěn)定性
供電電源要求±0.1%的穩(wěn)定性，要不然會導(dǎo)致顯示的圈套波動。要保障顯示圈套的波動幅度不超過波動電壓的波動幅度。
二、預(yù)防靜電導(dǎo)致的干擾
預(yù)防靜電干擾的措施有：位移傳感器的信號線采用屏蔽線，且與電源線分開線槽布置；電子尺安裝在強制接地的支架上，保證電子尺外殼良好接地；信號的屏蔽線在電箱的一端接地。電子尺顯示數(shù)字跳動的時候，一般就有干擾信號在里面，這時可用萬用表進(jìn)行電壓。驗證是不是靜電產(chǎn)生的干擾，可以用一段電源線把電子尺的封蓋螺絲與機器上某一點金屬短接，這時靜電干擾就會馬上消除。
三、電子尺三條線的接法
  “1”、“3”線是電源線，“2”是輸出線。這三條線一旦接錯，將會產(chǎn)生很大的線性誤差。
四、供電電源容量的要求
如果電源容量過小，容易發(fā)生如下情況：合模運動會導(dǎo)致射膠電子尺顯示跳動，或熔膠運動會導(dǎo)致合模電子尺的顯示波動。特別是在當(dāng)電磁閥驅(qū)動電源與電子尺供電電源在一起時容易出現(xiàn)這種情況，嚴(yán)重時用萬用表的電壓檔可以測量到電壓的波動。如果出現(xiàn)這種情況，首先排除是不是靜電干擾和高頻干擾，對中性不好的情況下仍不能解決問題，則可以懷疑是電源的功率過小。
五、安裝對中性要好
角度容許有不超過12°的誤差，平行度容許不超過0.5mm，如果兩個誤差都偏大，則會導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動。如果出現(xiàn)這種情況，就要對角度和平行度進(jìn)行調(diào)整。
六、防止短路
直線位移傳感器電子尺工作過程中,有規(guī)律的在某一點顯示數(shù)據(jù)跳動或不顯示數(shù)據(jù),這種情況就要檢查連接線絕緣是否有破損并與機器的金屬外殼有規(guī)律的接觸引發(fā)的對地短路。
七、避免老化
如果位移傳感器長期處于環(huán)境惡劣的場合，容易發(fā)生老化現(xiàn)象，這會影響到電刷的接觸電阻，引起顯示數(shù)字跳動。所以，要經(jīng)常對其進(jìn)行維護。
本文從直線位移傳感器的原理和使用要求對其進(jìn)行簡要介紹，讓讀者對它有個清晰的認(rèn)識。在使用的時候，按照要求，可以減少直線位移傳感器的輸出誤差，保證控制的精確性。
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