液压缸和气压缸位置反馈传感器的工作原理

　　液压缸和气压缸的位置反馈传感器是三种技术中最常用的：磁致伸缩（MLDT），可变电阻（pot）和可变电感（LVIT）传感器。尽管此应用程序偶尔会使用其他传感器技术，但本文的重点是比较三种最常用的技术。

　　最终，用户或系统集成商必须确定应用程序的需求，以及哪种技术最能满足总安装成本和性能要求。磁致伸缩，可变电阻和可变电感传感器的优缺点在下面进行了检查，并提供了比较功能的图表。

　　线性可变电感传感器（LVIT）传感器涵盖了高性能和与磁致伸缩传感器相关的外部端口安装灵活性之间的中间地带。

　　一，磁致伸缩技术

　　首先，需要指出的是，所有三种传感技术都使用长探头，这些探头延伸到枪膛内的深，小直径盲孔中。

　　传统上，磁致伸缩技术一直是高精度应用的首选技术。这些传感器，通常称为LDT或MLDT，将不锈钢管形探头与围绕它的短环形永磁体组件组合在一起，该组件安装在活塞的沉孔中。最常见的包装是将传感器的电子装置外壳拧入圆柱体后面的O形圈端口，然后将细长的细长探针插入杆的孔中。该技术使用“飞行时间”原理来确定磁体的位置，具有很高的精度和适度的响应时间。

　　在操作中，磁体用于反射沿探针内部特殊导线（称为波导）传输的扭转机械脉冲。通常，每个磁致伸缩传感器制造商都有自己的磁体样式，具有独特的安装功能，例如孔的数量和孔的样式。

　　磁致伸缩传感器消耗大量功率，并且不是最耐用的传感器。它们具有比机械坚固性更高的电性能，因为它们经常会遇到冲击和振动问题。然而，即使存在这些潜在的机械缺陷，磁致伸缩位置传感器的包装仍然适合在端口安装式气缸中使用。

　　二，可变电阻电位器

　　通常选择可变电阻电位计类型的传感器（通常称为电位计），其中购买成本是驱动因素，而高精度并不是最重要的。与磁致伸缩传感器的端口安装相反，电阻箱通常嵌入在圆柱体的后端盖中。它使用一个绝缘的圆形托架，该托架固定在钻有枪孔的圆柱杆的内端，以支撑导电刮刀与导电塑料探针表面的一部分接触。当刮水器沿塑料元件移动时，其阻力线性变化，因此很容易确定支架的位置，从而确定杆的位置。

　　由于其坚固耐用，良好的行程长度比和较大的模拟直流电压输出（占输入电压的很大一部分），因此油箱被认为是适合气缸的位置测量解决方案。阻力箱的主要缺点是磨损，特别是如果缸以较高的频率致动，或者更重要的是，在短范围内产生抖动，以改善系统的动态特性。由于阻力罐嵌入在气瓶中，因此更换损坏的气罐既费时又昂贵，甚至可能需要使用新的气瓶。

　　三，线性可变电感传感器

　　线性可变电感传感器（LVIT）位置传感器已在气缸行业中使用，但磁致伸缩传感器或电阻电位计尚未在行业中获得批准。就产品寿命和长期可靠性而言，这种非接触技术比电阻电位计具有许多显着优势，通常可以在线性，分辨率和频率响应方面与磁致伸缩传感器的性能相抗衡，但显着降低了磁致伸缩传感器的性能。成本。

　　同样重要的是，可变电感传感器可以承受更大的冲击和振动，例如重工业流体动力和移动设备应用中常见的冲击和振动。

　　线性可变电感传感器（LVIT）传感器涵盖了磁致伸缩传感器的高性能与外部端口安装灵活性之间的中间地带，嵌入式电阻电位计具有更好的耐用性和更低的价格。这些传感器通过使用内置电子设备来测量感应探针的振荡电路的谐振频率，该感应探针的电感随导电枪钻杆在其上的位置而变化。通常提供4英寸（100毫米）至36英寸（900毫米）的满量程范围，端口安装和嵌入式包装以及连接器和电缆端接。

　　LVIT传感器提供模拟DC电压或电流输出，某些类型的数字输出可用于OEM应用。LVIT传感器提供了不需要环形磁铁的非接触式解决方案。实际上，如果安装了LVIT传感器来替代现有的磁致伸缩传感器，则可以在气缸杆末端将磁体留在原位，而不会影响传感器的基本操作。

　　在过去的几年中，对海底应用中的仪表油缸的要求急剧增加。LVIT传感器有压力密封版本，允许用户在内部压力为3,000 PSIg的海底环境中，将传感器和气瓶安装到10,000英尺（3,000 m）的深度。

　　四，其它流体应用中的传感器

　　远程现场校准是许多可变电感传感器提供的标准功能。此功能允许用户在将传感器安装在圆柱体上后缩放传感器的输出。通过设置零和满量程输出点的简单过程，传感器将在其新设置的范围内提供所需的满量程输出，因此不再需要在相关的控制系统中校准设备。

　　在相关的流体动力应用中，尽管不涉及液压缸，但两级液压阀中的滑阀位置反馈感测通常是通过压力密封的LVDT完成的。短距离LVIT传感器。其简单的感应式探头插入到主阀芯末端的盲孔中。通常比LVDT更容易安装。LVDT需要隔离管来密封其核心和阀的先导压力，并且不需要外部电子设备来操作LVDT。

　　在仍然有许多流体动力应用的地方，电阻电位计和磁致伸缩传感器是很好的解决方案。这些应用通常落在钟形曲线的两侧。电子技术和封装设计灵活性的最新进展使LVIT可变电感传感器对于主流的缸内应用（尤其是接近钟形曲线峰值的应用）具有很高的成本效益。

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