位移传感器应用全面解析

位移传感器种类繁多，近年来应用领域不断扩大，越来越多的创新技术被运用到传感器中， 我们通过几种在工业生产中的典型应用，来更多地了解各种不同的位移传感器。

位移传感器在盾构机中的应用

在隧道施工设备中，不同形式的盾构机，其主机的结构特点和配套设施也不相同。在一些复杂的盾构机上， 盾构机的功能是系统和多样化的。包括：机械、液压、测量和控制等多种功能。例如，在一些复合式盾构机上，就包括有开挖系统、主驱动系统、推进系统、注浆系统、液压系统等多种功能。

作为一种线性传感器，位移传感器主要用来测量线性位置上的机械位移， 在盾构机推进系统的每组油缸，都配备有位移传感器，用于测量油缸推进时的位移数据。

盾构机推进系统油缸的分组通常如下图所示分区，顶部（A组）、右部（B组）、底部（C组）、左部（D组）。其中每组油缸都单独安装有位移传感器。

在推进时，推进油缸伸出，撑靴作用到管片上提供盾构机前进的反力。油缸的压力可以独立调节，通过查看位移传感器监测到的每组油缸的推进数据，施工人员在控制室内可以实时监控每组油缸的行程和压力。 通过调整每组油缸的推进压力和速度，可实现盾构机的纠偏和调向。

静磁栅位移传感器在电梯控制系统中的应用

电梯是现代建筑内关系到人民生命财产安全的重要交通工具，是楼层用以固定提升的成套设备， 它由提升曳引系统、引导系统、安全装置和电控系统组成。如何提高电梯的运行效率、降低电梯能耗以及减少机械磨损、延长电梯的使用寿命，都是非常重要的研究课题。

目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元， 实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。

静磁栅位移传感器在电梯控制系统中的作用是电梯平层控制的调整，电控系统是电梯的"中枢神经"， 为了使电梯具有较高的运行效率，加减速度应该有一个合适的限度，而且变化要平稳，需要有一个设计合理的电控系统。

静磁栅位移传感器由"静磁栅源"和"静磁栅尺"两部分结合使用。"静磁栅源"使用铝合金压封无源钕铁硼磁栅组成磁栅编码阵列；"静磁栅尺"用内藏嵌入式微处理器系统的特制高强度铝合金管材封装，使用开关型霍尔传感器件组成霍尔编码阵列，铝合金管材外部使用防氧化镀塑处理。"静磁栅源"沿"静磁栅尺"轴线作无接触（相对间隙宽容度和相对姿态宽容度达50mm）相对运动时，由"静磁栅尺"解析出数字化位移信息，直接产生高于毫米数量级的位移量数字信号。充分发掘嵌入式微处理器的资源，将数据更新速度提高到毫秒数量级，以便能适应5m/S以下运动速度的位移响应。

电梯平层自动控制系统的控制部分是静磁栅位移传感器，安装图如下图所示。

静磁栅源安装于电梯井道和室外层平行，每层一个，静磁栅尺安装于轿厢上，长度为1.2米，地下层安装两个静磁栅源，用于检测轿厢是否到底位和运动方向。

由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由静磁栅位移传感器确定，并送 PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个静磁栅源用于检测系统的楼层信号。

采用静磁栅位移传感器实现电梯平层控制。可实现电梯控制的智能化，电梯运行舒适感好，启动、减速、平层的舒适感不因轿厢负载的变化而变化。

LVDT线性位移传感器保障燃气轮机高效运行

燃气轮机包含各种控制阀， 如调节气流或阻止气流等。 这种对来自控制阀的气流进行的精确监测和控制使燃气轮机得以高效运行，同时能够最大限度减少能源浪费。制动器会移动控制阀，而反馈器件则将阀门位置信息传回燃气轮机控制系统，指明阀门的开合状态和开合程度。

虽然也考虑过使用其他技术作为反馈器件，但发电行业已标准化 LVDT 线性位移技术。LVDT 位移传感器是一个只包含几个线圈和一个亚铁芯线的简单器件，可以承受高强度的冲击和振动，即使在极脏时运行也能符合规格。激光遇到灰尘和污垢就无法发挥作用，而电容和涡电流传感器又无法测量长冲程。电位器、磁阻位移传感器和拉绳式位移传感器无法很好地满足温度、振动和本质安全要求。

LVDT 位移传感器是一个只包含几个线圈和一个亚铁芯线的简单器件，可以承受高强度