利用传感器进行位移的测量【摘要】：位移传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。
主要介绍磁致伸缩位移传感；激光位移传感器；电阻应变片式位移传感器的测量位移的应用。
磁致伸缩位移（液位）传感器，是利用磁致伸缩原理，通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的；激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体，当物体沿激光线方向发生移动时，测量结果就将发生改变，从而实现用激光测量物体的位移；电阻应变式位移传感器测量位移，当被测对象作用产生位移x时，应变片的阻值随之产生变化。
然后通过测量电路将应变片电阻值变化转化成电压或电流等易测量输出，根据测得的电压或电流值就可以得出应变片电阻值的变化量，再根据应变片阻值的变化量与悬梁产生的位移之间的对应关系，即可得出悬臂梁位移x的大小。
【关键词】：传感器；位移传感器；磁致伸缩位移传感；激光位移传感器；电阻应变片式位移传感器Using sensors for displacement measurement 【 abstract 】 displacement sensor is a new technology revolution and the information society's important technology base, sensor technology is to achieve test and automatic control important segment. Mainly introduces magnetostrictive displacement sensing; Laser displacement sensor; Resistance strain chip displacement sensor measuring displacements of applications. Magnetostrictive displacement (level) sensor, which USES a magnetostrictive principle, through two different magnetic field fellowship produce a strain pulse signal to accurately measure the position; Laser emitter red laser will be visible through a lens into object to be tested, when objects move along the direction of laser line, the measured results occur when it will change, so as to realize the displacement with laser measuring objects; Resistance strain type displacement sensor measurement of displacement, when tested object effects from the strain gauge shift, generates resistance of change. Then through the measurement circuit will strain film electrical resistance changes into voltage or current, according to wait for easy measurement output voltage or current measurement of the strain gauge shows the amount of variation resistance strain gauge, again according to the variation of without resistance with the displacement produced the corresponding relationship between displacement, can draw the size of the cantilever beam.【 key words 】 sensors; Displace ment sensor; Magnetostrictive displacement sensing; Laser displacement sensor; Resistance strain chip displacement sensor利用传感器进行位移的测量1．传感器的概述1.1 传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
最广义地来说，传感器是一种能把物理量、化学量或生物量等信息转变成便于利用的电信号的器件1.2 传感器的作用新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。
在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。
因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。
现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。
此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。
显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。
许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。
一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。
1.3传感器的功能及特性传感器的特性分为静态特性和动态特性1、传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。
表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。
2、传感器的动态特性所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。
在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。
这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。
最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
2．利用传感器进行位移的测量传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量，在这种转换过程中有许多物理量(例如压力、流量、加速度等)常常需要先变换为位移，然后再将位移变换成电量。
因此位移传感器是一类重要的基本传感器。
测量位移的传感器有很多，如电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器，数字式位移传感器，磁致伸缩位移传感器，激光位移传感器等。
我们在这里主要介绍磁致伸缩位移传感器，激光位移传感器等一些位移传感器。
2．1 磁致伸缩位移传感器1-波导 2-磁铁 3-磁场相互作用引起波导扭曲 4-磁铁磁场参照系 5-由发射脉冲沿整个波导产生的磁场 6-电子机壳 7-传感器元件头部8-传感器元件保护套图1 磁致伸缩位移传感器工作原理图磁致伸缩位移传感器——通过非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。
2．1．1 磁致伸缩位移（液位）传感器工作原理磁致伸缩位移（液位）传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。
测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。
测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。
由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。
由于输出信号是一个真正的绝对值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。
2．1．2 磁致伸缩位移（液位）传感器应用位置计算位置的计算是非常简单,将所测量的时差乘以一个传感器传送速度的系数。
或者用除以一个传送速度倒置常数。
传送速度的倒置常数或称倾斜度,惯例倾斜度印在传感器的标签上。
例如:时差 130. 500μs,传感器的倾斜度 354. 330 ×310μs/ mm 时差(μs)位置(mm) =时差(μs)/倾斜度(μs/ mm) - 零点的位置(mm)= 130.500/354.330 ×310- 114.300注:114.300mm 为零区和死区之和。
由于磁铁距离传感器的电子零件越远,音波所需行走时间越长 ,所以传感器的更新时间与距离成正比。
当然 ,循环电子所需之更新时间也较长。
传感器最长更新时间可用下式作精略计算。
更新时间 = (位置 +零点位置) ×倾斜度，等价频率响应 =1/更新时间举例:一根 508mm 长的传感器,其更新时间及等价频率响应分别为：更新时间 = (508 + 114.300) ×354. 330 ×310-=220.5 ×610-μs频率响应 =1/220.5 ×610-=4535Hz传感器的更新频率对电液伺服控制机构的应用非常重要。