位移測量儀表

測量剛體平移或轉動時的線位移或角位移的機械量測量儀表，用於測量機械位移、機械零部件的幾何參數（尺寸、表面形狀等）以及在加工過程中連續測量鋼板、紙和橡膠等的幾何尺寸。位移測量儀表由位移感測器、測量電路和指示器等部分組成。位移感測器按輸出信號的類型可分為模擬式位移傳感器和數字式位移感測器兩類。

簡介

測量剛體平移或轉動時的線位移或角位移的機械量測量儀表，用於測量機械位移 、機械零部件的幾何參數（尺寸、表面形狀等）以及在加工過程中連續測量鋼板、紙和橡膠等的幾何尺寸。位移測量儀表由位移感測器、測量電路和指示器等部分組成。位移感測器按輸出信號的類型可分為模擬式位移感測器和數字式位移感測器兩類。

位移測量儀表

感測種類

模擬式位移感測器

將被測位移變換為模擬量信號輸出的測量元件。通常由變換元件、導向構件和測量力彈簧等部分構成，有時感測器還包括測量電路的一部分。模擬式位移感測器按變換元件工作原理又可分為電阻式、電容式、電感式、渦流式、光電式和霍爾式等。圖為電感式位移感測器的結構示意圖，變換元件主要是由線圈和磁芯構成的差動電感線圈。測量位移時，感測器的測量端與被測對象接觸，量端感受位移S，並通過測桿使磁芯作相應的移動,因而使線圈的電感量發生變化，而發出信號。測量電路將感測器輸出信號轉換和放大後，由指示器指示被測位移值。磁芯的運動方向由測桿與外殼的滑動配合來限制。測量力彈簧給出使量端與被測物在測量時保持接觸所需的測量力。模擬式位移感測器結構較簡單、價格較低，因此使用範圍很廣。測量上限值為130微米～625毫米，測量誤差為0.01～2%。

數字式位移感測器

將被測位移轉換為數碼信號輸出的測量元件，又稱為編碼器。編碼器按編碼方式分為絕對編碼器和增量編碼器兩類。

絕對編碼器

它對應每一位移量都能產生唯一的數字編碼，因此在指示某一的位移時，編碼器不必要存貯原先的位移。編碼的分辨力決定於編碼器輸出數字的位數。編碼器的結構與所利用的物理現象(電、光或磁)的變化有關。例如電刷編碼器一般是一個盤子，上面有若干條同心的軌道，稱為數道。數道上導電面積和一些絕緣面積構成代碼，每條數道對應輸出數字的一位數。當盤子隨被測物轉動時，電刷以電接觸的方式讀出每個數道上的導電區和絕緣區，產生數字編碼。磁性編碼器和光學編碼器的結構與電刷編碼器相似，只是位移的編碼輸出由磁或光束來表示。絕對編碼器的特點是誤差不會累積，而且在位移快速變化時不必考慮電路的回響問題。

增量編碼器

它在測量物體位移時，能發生電流或電壓的躍變。輸出信號的每次躍變所對應的位移增量決定於編碼器的分辨力。為了測量位移，必須利用存貯器計數躍變的次數。屬於這一類感測器的有感應同步器、磁柵和光柵。增量編碼器的特點是零點可以任意設定，分辨力為1微米。

數字式位移感測器測量精確度高、測量範圍寬，適用於對大位移的測量，在精密定位系統和精密加工技術中得到廣泛套用。