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Bernstein傳感器是如何工作與運(yùn)轉(zhuǎn)的？
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6490642315 MAK-4236-3 TüV C
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Bernstein AG 有著輝煌的歷史，這一歷史是與德國(guó)的歷史發(fā)展息息相關(guān)的。在魏馬時(shí)期，Bernstein兄弟在萊比錫創(chuàng)辦了一家公司，生產(chǎn)為小型電力大廈提供管理系統(tǒng)的產(chǎn)品。戰(zhàn)后，現(xiàn)任董事長(zhǎng)的父親，Hans Bernstein先生在西德定居下來(lái)。在Porta Westfalica，后來(lái)發(fā)展成為家族企業(yè)--Bernstein。作為信號(hào)承購(gòu)和預(yù)處理的機(jī)電零件的制造者和經(jīng)銷商，該企業(yè)很快便為自己贏得了名聲。
在公司的發(fā)展*，博恩斯坦涉足了幾乎所有的重要技術(shù)發(fā)展的階段，直至今天的工業(yè)安全技術(shù)，公司以機(jī)電開(kāi)關(guān)起步，隨后發(fā)展到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的電子和磁傳感技術(shù)。
一開(kāi)始為特殊應(yīng)用而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，逐漸進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)，通過(guò)不斷的累積經(jīng)驗(yàn)，形成了*的創(chuàng)新和專業(yè)技能。安全方案不斷的向功能性和智能化發(fā)展，進(jìn)而應(yīng)用于外圍的一些領(lǐng)域，
今天博恩斯坦集團(tuán)為工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用提供了一系列完整的安全的零部件和系統(tǒng)，
公司是工業(yè)安全技術(shù)的供應(yīng)商。豐富經(jīng)驗(yàn)的累積成為在市場(chǎng)上立足的強(qiáng)大的后盾。博恩斯坦為人，機(jī)器，和過(guò)程提供了完整的系統(tǒng)解決方案。
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從博恩斯坦綜合感應(yīng)傳感器范圍內(nèi)選擇傳感器和能滿足您要求的技術(shù)原理。您可在下面內(nèi)容找到博恩斯坦M8x1。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
不銹鋼外殼1.4305的嵌入式和非嵌入式安裝傳感器
高切換頻率高達(dá)1000 kHz
全封裝版本，保護(hù)等級(jí)IP67
堅(jiān)固的金屬外殼
溫度范圍從-25°C 到 +70°C
防短路版本
設(shè)計(jì)布局
感應(yīng)距離從1,5 mm 到 2 mm
電纜/連接器版本
10 – 36 V DC
PNP / NPN版本
常開(kāi)/常閉版本
功能指示器
電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)的一種裝置。利用電感式傳感器，能對(duì)位移、壓力、振動(dòng)、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強(qiáng)及測(cè)量精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。它的主要缺點(diǎn)是響應(yīng)較慢，不宜于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量，而且傳感器的分辨率與測(cè)量范圍有關(guān)，測(cè)量范圍大，分辨率低，反之則高。
應(yīng)用
傳感器作為采集和獲取信息的工具，對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)和質(zhì)量監(jiān)測(cè)起著重要作用。電感式傳感器是一種互感式電感傳感器，它可將微小的機(jī)械量，如位移、振動(dòng)、壓力造成的長(zhǎng)度、內(nèi)徑、外徑、不平行度、不垂直度、偏心、橢圓度等非電量物理量的幾何變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的微小變化，轉(zhuǎn)化為電參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，是一種靈敏度較高的傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、輸出功率大、抗阻抗能力強(qiáng)、對(duì)工作環(huán)境要求不高、穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于各種工程物理量檢測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中 。
比如:用電感式位移傳感器提高軸承制造的精度；用電感測(cè)微儀測(cè)量微小精密尺寸的變化；實(shí)現(xiàn)液壓閥開(kāi)口位置的測(cè)量；用于設(shè)計(jì)智能紡織品的柔性傳感器；用電感傳感器原理的孔徑錐度誤差測(cè)量?jī)x；用電感傳感器檢測(cè)潤(rùn)滑油中磨粒；用電感傳感器監(jiān)測(cè)吊具導(dǎo)向輪等等 。
電感傳感器還可用作磁敏速度開(kāi)關(guān)、齒輪齡條測(cè)速等，該類傳感器廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、機(jī)床、機(jī)械、冶金、機(jī)車汽車等行業(yè)的鏈輪齒速度檢測(cè)，鏈 輸送帶的速度和距離檢測(cè)，齒輪齡計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速表及汽車防護(hù)系統(tǒng)的控制等。另外該類傳感器還可用在給料管系統(tǒng)中小物體檢測(cè)、物體噴出控制、斷線監(jiān)測(cè)、小零件區(qū) 分、厚度檢測(cè)和位置控制等。
電感式位移傳感器利用導(dǎo)線制成特定的線圈繞組，根據(jù)其位移量的變化而使繞組線圈的白感量或是互感量發(fā)生變化來(lái)進(jìn)行位移測(cè)量，因此根據(jù)其轉(zhuǎn)換原理電感式位移傳感器可分為自感型和互感型兩大類。
電感式位移傳感器是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)科科學(xué)技術(shù)上，尤其是在白動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)械加工與測(cè)量行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛 。
工作原理
電感式傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)。它是把被測(cè)量如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動(dòng)變壓器式）兩種 。
變磁阻式傳感器
當(dāng)一個(gè)線圈中電流i變化時(shí)，該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化，因而在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)e，這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)稱為自感電勢(shì)。
變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為δ，傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚度δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測(cè)出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。
特點(diǎn)：變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度，這樣對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響，該類傳感器的測(cè)量范圍很小。
可變磁阻式傳感器自感
自感L與氣隙δ成反比，而與氣隙導(dǎo)磁截面積S0成正比。
靈敏度S與氣隙長(zhǎng)度δ的平方成反比，δ愈小，靈敏度S愈高。為了減小非線性誤差，在實(shí)際應(yīng)用中，一般取。這種傳感器適用于較小位移的測(cè)量，一般約為0.001～1 mm。
差動(dòng)變壓器式傳感器
互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。由于常采用兩個(gè)次級(jí)線圈組成差動(dòng)式，故又稱差動(dòng)變壓器式傳感器。
差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量，如用交流電壓表指示，則輸出值只能反應(yīng)鐵芯位移的大小，而不能反應(yīng)移動(dòng)的極性；同時(shí)，交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓，使活動(dòng)銜鐵位于中間位置時(shí)，輸出也不為零。因此，差動(dòng)變壓器式傳感器的后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移極性，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動(dòng)直流輸出電路。
把被測(cè)的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級(jí)繞組用差動(dòng)形式連接，
電渦流式傳感器
金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦一樣
在導(dǎo)體轉(zhuǎn)圈，這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 根據(jù)法拉第定律，當(dāng)傳感器線圈通以正弦交變電流I1時(shí)，線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場(chǎng)H1，使置于此磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流I2，I2又產(chǎn)生新的交變磁場(chǎng)H2。
常用術(shù)語(yǔ)
傳感器
能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。
敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯樱ɑ蝽憫?yīng)）被測(cè)量的部分。
轉(zhuǎn)換元件指?jìng)鞲衅髦心茌^敏感元件感受（或響應(yīng)）的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和（或）測(cè)量的電信號(hào)部分。
當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱為變送器。
測(cè)量范圍
在允許誤差限內(nèi)被測(cè)量值的范圍。
量程
測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。
度
被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果與真值間的一致程度。
重復(fù)性
在所有下述條件下，對(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的符合程度：
相同測(cè)量方法
相同觀測(cè)者
相同測(cè)量?jī)x器
相同地點(diǎn)
相同使用條件
在短時(shí)期內(nèi)的重復(fù)。
分辨力
傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)可能檢測(cè)出的被測(cè)量的小變化量。
閾值
能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測(cè)變化量的被測(cè)量的小變化量。
零位
使輸出的值為小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。
激勵(lì)
為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。
大激勵(lì)
在市內(nèi)條件下，能夠施加到傳感器上的激勵(lì)電壓或電流的大值。
輸入阻抗
在輸出端短路時(shí)，傳感器輸入端測(cè)得的阻抗。
輸出
有傳感器產(chǎn)生的與外加被測(cè)量成函數(shù)關(guān)系的電量。
輸出阻抗
在輸入端短路時(shí)，傳感器輸出端測(cè)得的阻抗。
零點(diǎn)輸出
在室內(nèi)條件下，所加被測(cè)量為零時(shí)傳感器的輸出。
滯后
在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測(cè)量值增加和減少時(shí)，輸出中出現(xiàn)的大差值。
遲后
輸出信號(hào)變化相對(duì)于輸入信號(hào)變化的時(shí)間延遲。
漂移
在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出中有與被測(cè)量無(wú)關(guān)的不需要的變化量。
零點(diǎn)漂移
在規(guī)定的時(shí)間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時(shí)的變化。
靈敏度
傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。
靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化。
熱靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。
熱零點(diǎn)漂移
由于周圍溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移。
線性度
校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線一致的程度。
非線性度
校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。
長(zhǎng)期穩(wěn)定性
傳感器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仍能保持不超過(guò)允許誤差的能力。
固有頻率
在無(wú)阻力時(shí)，傳感器的自由（不加外力）振蕩頻率。
響應(yīng)
輸出時(shí)被測(cè)量變化的特性。
補(bǔ)償溫度范圍
使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?/p>
蠕變
當(dāng)被測(cè)量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸出量的變化。
絕緣電阻
如無(wú)其他規(guī)定，指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時(shí)，從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測(cè)得的電阻值。
上海興拓機(jī)械在歐美有多個(gè)分子公司，整個(gè)集團(tuán)在行業(yè)內(nèi)經(jīng)營(yíng)十幾年專門(mén)致力于從事上先進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)出口業(yè)務(wù)。在公司全體員工的努力及廣大客戶和業(yè)界同仁支持之下，公司業(yè)務(wù)迅速拓展，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大中型電廠、冶金、石化、環(huán)保、紡織、鐵路、船舶、醫(yī)藥機(jī)械、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、食品機(jī)械、航天航空、樓宇控制等現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
魏文王問(wèn)名醫(yī)扁鵲說(shuō)：“你們家兄弟三人，都精于醫(yī)術(shù)，到底哪一位為好呢?
扁鵲答：“長(zhǎng)兄為好，中兄次之，我差。
文王再問(wèn)：“那么為什么你出名呢?
扁鵲答：“長(zhǎng)兄治病，是治病于病情發(fā)作之前。由于一般人不知道他事先能鏟除病因，所以他的名氣無(wú)法傳出去;中兄治病，是治病于病情初起時(shí)。一般人以為他只 能治輕微的小病，所以他的名氣只及本鄉(xiāng)里。而我是治病于病情嚴(yán)重之時(shí)。一般人都看到我在經(jīng)脈上穿針管放血：在皮膚上敷藥等大手術(shù)，所以以為我的醫(yī)術(shù)高明， 名氣因此響遍全國(guó)。
大道理：事后控制不如事中控制，事中控制不如事前控制。
主要特性
傳感器靜態(tài)
傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫(huà)出的特性曲線來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。
線性度：指?jìng)鞲衅鬏敵隽颗c輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的大偏差值與滿量程輸出值之比。
靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對(duì)于同一大小的輸入信號(hào)，傳感器的正反行程輸出信號(hào)大小不相等，這個(gè)差值稱為遲滯差值。
重復(fù)性：重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。
漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化，此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。
分辨力：當(dāng)傳感器的輸入從非零值緩慢增加時(shí)，在超過(guò)某一增量后輸出發(fā)生可觀測(cè)的變化，這個(gè)輸入增量稱傳感器的分辨力，即小輸入增量。
閾值：當(dāng)傳感器的輸入從零值開(kāi)始緩慢增加時(shí)，在達(dá)到某一值后輸出發(fā)生可觀測(cè)的變化，這個(gè)輸入值稱傳感器的閾值電壓。
傳感器動(dòng)態(tài)
所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示。
線性度
通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為小二乘法擬合直線。
靈敏度
靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。
當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。
提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。
分辨率
分辨率是指?jìng)鞲衅骺筛惺艿降谋粶y(cè)量的小變化的能力。也就是說(shuō)，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨率時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。
通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。
Bernstein傳感器品質(zhì)有保證