1. 用 途
廣泛應用于檢測與控制系統中，將機械位移變換成電脈沖頻率信號輸出。
除可檢測單、雙向和動、靜態位移外，附加適當機構還可用于測量拉力、壓力、液位、體積、重量、流量等。該系列傳感器已在國內各行業廣泛應用，1998年曾被北京傳感器協會評為“拳頭”產品。
2. 結構及工作原理
主要由螺管線圈、導桿（銜鐵）、電容、集成塊和外殼、后蓋、插頭座、電纜和密封件等組成，內部用導線連成L-C振蕩電路。當導桿受被測物位移而改變其與線圈的相對位置時，磁路的磁阻與線圈電感發生變化，從而改變了電路輸出信號的頻率。適當選擇導桿材料與線圈結構形式，則導桿—線圈中的位移量恰好與輸出信號頻率變化呈良好的線性關系。
3. 特點
◇ 原理新穎，輸出頻率信號，抗干擾；
◇ 與微機配套，無需A/D轉換；
◇ 量程寬，靈敏度高，重復性好，滯后小；
◇ 結構簡單，堅固可*，封裝嚴密，抗振防潮，并有防水、防腐和防爆型產品；
◇ 耗電小，對電源電壓和電纜質量要求不高，特別適合遙測遙控和惡劣環境下使用。
4. 性能指標
◇ 量 程：80mm；
◇ 中心頻率f0：15，（25）KHZ±5%；
◇ 滿量程相對頻偏f/ f0：6～50%；
◇ 精度：1Hz/mm；
◇ 供電要求：電壓直流5V、12V(±10%～15%)電流1～10mA；
◇ 輸出信號V0（P-P）≥3V，波形：方波，正弦波（近似）；
◇ 允許電纜長度：DC12V 0～1000米 DC5V 0～100米；
◇ 零點漂移：通電30分鐘后4小時或溫度變化10℃不大于0.7倍的基
本誤差；
◇ 耐沖擊加速度≮100g；
◇ 工作溫度：-20～+50℃（-30～+80℃）；
◇ 動態頻響:取決于二次儀表；
5. 使用方法及定貨須知
5.1 二次儀表：可用5位以上數字頻率計，單片機開發的智能測控儀表
等。
5.2 接線
棕色（1號）：電源正極
藍色（2號）：信號線
黑色（3和4）：電源負極
測試方框圖如下：
5.3 讀數與數據處理：
傳感器測試靜態位移時，可用頻率計讀數，由以下公式換算：
ΔS=KΔf
其中：K-為傳感器分辨率，單位mm/Hz，在出廠證明書中給出，ΔS和Δf 為位移及其對應輸出的頻偏。
當然，如果用計算機處理數據，則可以直接打印，而不須換算。
本傳感器為線性傳感器，其靈敏度系數K=Δf/ΔP（常數）。因此，如果因使用條件變化而使零點的中心頻率發生變化則在額定量程內，其K值不變。
6. 位移傳感器調試
6.1 傳感器實物圖
6.2 傳感器輸出波形
看到此輸出波形就應該知道怎樣讀取傳感器的值，本文采用AVR單片機的定時和計數功能，運用這兩個模塊很容易就讀出傳感器的值，定時計數程序如下：
#include<mega16.h>
#include<delay.h>
#include<Lcd_AVR16_240128.h> //液晶頭文件
unsigned int Counter=0;
void main()
{
unsigned char Text[]={"定時脈沖數"};
//============液晶初始化========
LCD_INIT();
Clear_Screen();
//==============================
//TCCR0=0x07; // T/C0 時鐘由 T0 引腳輸入，上升沿觸發
//TCNT0=0; //計數器0初始值0 T/C0外部計數器輸入
//TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x07; //外部T1引腳計數方式，下降沿驅動
TCNT1=0; //計數器1初始值0 T/C1外部計數器輸入
ASSR=0x00; //T/C2選擇系統內部時鐘源 8M
TCCR2=0x07; // T/C2工作于定時方式，1024分頻 ，
TCNT2=0;
TIMSK|=0x40; //TC2溢出中斷使能
#asm("sei"); //開總中斷
//Show_Text(0,0,Text2);
while(1)
{
Show_Text(0,0,Text);
Show_Int(0,1,Counter-223);//位移為0mm時的脈沖數
delay_ms(8);
}
}
interrupt[5]void TC2(void)
{
Counter = TCNT1;
TCNT1=0;
}
6.3 頻率—脈沖—位移關系
|
位移（mm） |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
79 |
|
頻率（kHZ） |
13.61 |
14.33 |
15.10 |
15.86 |
16.62 |
17.40 |
18.16 |
18.69 |
18.72 |
|
定時脈沖數 |
0 |
12 |
24 |
37 |
49 |
62 |
74 |
83 |
93 |
位移與頻率關系
位移與定時脈沖數的關系
從實際測出的數據來看，位移傳感器的線性度非常好。