位移傳感器的測量范圍決定了其可檢測的最小和最大位移值。選擇時(shí)需保留10%-15%余量以應(yīng)對突發(fā)過載工況,例如測量±10mm位移時(shí)建議選用±12mm量程傳感器。不同原理的傳感器量程差異顯著,LVDT傳感器可達(dá)±500mm而激光三角法通常局限在±200mm內(nèi)。
精度等級直接關(guān)聯(lián)測量結(jié)果的可靠性。通常以滿量程的百分比表示(如±0.5%FS),高精度型號可達(dá)±0.05%FS。需注意溫度變化會使精度漂移,優(yōu)質(zhì)傳感器會單獨(dú)標(biāo)注溫漂系數(shù)(±0.01%/℃)。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合分辨率綜合考量,16位ADC分辨率可識別0.001mm級位移變化。
線性度反映輸出特性曲線與理想直線的偏差。業(yè)界采用最小二乘法或端點(diǎn)法計(jì)算,精度型傳感器線性度優(yōu)于±0.1%。非線性誤差可通過查表法或多項(xiàng)式擬合補(bǔ)償,新型智能傳感器已內(nèi)置溫度補(bǔ)償算法,可在-20℃~80℃環(huán)境下保持線性特性。
分辨率是傳感器可識別的最小位移變化量。光電編碼器分辨率可達(dá)納米級,而電位計(jì)式通常為0.01mm。高分辨率需配合低噪聲電路設(shè)計(jì),24位Σ-ΔADC架構(gòu)能有效抑制量化噪聲。動態(tài)場景下需關(guān)注響應(yīng)時(shí)間參數(shù),500kHz采樣率的傳感器可捕獲高速振動波形。
輸出信號類型需與采集系統(tǒng)匹配。模擬輸出包含4-20mA/0-10V標(biāo)準(zhǔn)信號,抗干擾能力強(qiáng)適合遠(yuǎn)傳;數(shù)字輸出如RS485/以太網(wǎng)支持多傳感器組網(wǎng),SSI接口適用于高速同步采集場景。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建議選擇支持IO-Link協(xié)議的智能傳感器,可遠(yuǎn)程配置參數(shù)和診斷狀態(tài)。
溫度系數(shù)體現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)性。精密級傳感器采用恒溫裝置或溫度補(bǔ)償芯片,使溫漂系數(shù)低于±0.002%FS/℃。寬溫型產(chǎn)品可在-40℃~150℃環(huán)境工作,航空航天領(lǐng)域特殊型號采用石英材料打造,溫漂系數(shù)接近0.0001%/℃。
防護(hù)等級依據(jù)安裝環(huán)境選擇。IP67等級可耐受高壓沖洗,IP68支持水下工作,防爆型需通過ATEX認(rèn)證。石油化工場景應(yīng)選擇不銹鋼316L外殼的本安型設(shè)計(jì),核工業(yè)應(yīng)用需滿足抗輻射特殊要求。
安裝方式影響測量準(zhǔn)確性。法蘭安裝需保證測量軸線與位移方向重合,偏差角度應(yīng)小于0.5°。非接觸式光電傳感器需精確調(diào)節(jié)光斑焦點(diǎn),激光三角法傳感器的工作距離誤差需控制在±1mm內(nèi)。磁性安裝底座雖然便捷,但抗振動性能較差。
電氣連接可靠性至關(guān)重要。M12航空接頭支持360°抗扭轉(zhuǎn),野外應(yīng)用宜選擇鎧裝電纜保護(hù)。供電電壓波動需控制在±5%范圍內(nèi),工業(yè)現(xiàn)場建議配備隔離穩(wěn)壓模塊。信號傳輸距離超過50米時(shí),應(yīng)采用屏蔽雙絞線并做好接地處理。
校準(zhǔn)周期保障長期穩(wěn)定性。常規(guī)工業(yè)環(huán)境建議每年校準(zhǔn)一次,關(guān)鍵工藝點(diǎn)需季度核查。激光干涉儀校準(zhǔn)精度可達(dá)0.1μm,現(xiàn)場快速校準(zhǔn)可采用標(biāo)準(zhǔn)量塊比對法。智能傳感器具備自診斷功能,可提前預(yù)警精度漂移趨勢。