拉绳位移传感器的精度不是一句"能到多少毫米"就说清的,它跟内部测量元件、线轮几何尺寸、输出形式都有关系。客户经常问"你们的精度是多少",其实更准确的做法是:根据使用要求反推该选什么配置。这里把理论计算方法讲一遍。
一、电位器式:从电位器精度起步,再逐项叠加
用电位器作测量元件的拉绳尺,精度首先取决于电位器本身。市面上常见的电位器精度有 0.3%、0.15%、0.1% 等几档。
但整机精度不等于电位器精度,还要叠加几项误差:
- 线轮偏心:约 ±0.02mm,来自机械加工和装配;
- 电压/电流转换误差:只有电流输出(如 4-20mA)的型号才有这一项;
- 装配误差:绕线状态、出绳角度、张紧程度都会贡献一点。
这几项叠起来,实际精度很难做到和电位器标称值完全相等。工程上常用的做法是:在电位器精度基础上加 0.05%,以此为依据给客户报参数,留出合理余量。
二、编码器式:靠脉冲数和线轮直径算出来
编码器(脉冲)式的精度是可以算清楚的,结果确定性好,这也是它在高精度场合更受欢迎的原因。
常用的是每转 3600 或 5000 脉冲的编码器。计算思路是:先由分辨率要求算出每转允许的行程,再倒推线轮直径。
举个例子:客户要求 0.05mm 的分辨率,选用 3600 线(每转 3600 个脉冲)的编码器。
- 每个脉冲对应 0.05mm,3600 个脉冲对应的行程 = 3600 × 0.05 = 180mm,也就是每转行程不能超过 180mm;
- 线轮直径 = 180 ÷ π − 绳径修正(0.7 或 1mm),算得约 56.59 或 56.29mm;
- 做成标准的 56mm 线轮,就能满足 0.05mm 的分辨率要求。
反过来,如果客户要求行程长、必须用大线轮,那就应该选 5000 线的编码器,再按同样的方法重新核算分辨率。
还要提醒一点:不要以为线数越多越保险。5000 线以上有 10000 线的产品,价格不菲,达到上万元,量程和精度需求没到那个程度就不合算,一般不选。
三、使用上的两条纪律
- 保持张紧,别撒手。拉绳尺应随时处于钢丝绳张紧状态,切勿把绳拉出后直接撒手放开。回弹速度非常快,会弹伤人,同时会导致产品失效。
- 拉绳不是承重件。不能过分用力拉。拉绳只起驱动内部测量元件的作用,千万不能当承重绳用。有客户问能不能承载几十公斤力——钢丝绳本身或许可以,但内部的测量元件承受不了这么大的机械力。
把上面这些算清楚,再结合现场量程和精度要求,选型基本就不会偏。
延伸阅读:LVDT和电位器电子尺的区别