一、概述

    拉繩位移傳感器又稱拉線位移傳感器、拉繩傳感器、拉繩電子尺、拉繩編碼器等等。它是直線位移傳感器在結(jié)構(gòu)上的精巧集成，充分結(jié)合了角度傳感器和直線位移傳感器的優(yōu)點，成為一款結(jié)構(gòu)緊湊、安裝空間尺寸小、測量行程長、高精度測量以及性能可靠的優(yōu)良位移傳感器。

    拉繩位移傳感器在量程上具有很大的選擇空間，可在100mm至100000mm范圍內(nèi)自由選擇。并且因科技的發(fā)展和技術(shù)的日漸成熟，拉繩位移傳感器產(chǎn)品的外形尺寸已經(jīng)是越做越小了。在新也實業(yè)（XY），最小的一款拉繩位移傳感器產(chǎn)品其長和寬就只有27mm，與一元硬幣差不多大，并且可以做到完全防水，功用尤其強大。

（新也XS微小型拉繩位移傳感器在水中作業(yè)）

    拉繩位移傳感器產(chǎn)品不管是在大行程還是空間狹小安裝不便的場合均可適用，現(xiàn)已為各個行業(yè)的位置控制與測量所廣泛應(yīng)用，在設(shè)備自動化或工況作業(yè)中起了很大的作用。

二、工作原理和常用參數(shù)

    拉繩位移傳感器的主要工作原理，是把機械運動轉(zhuǎn)換成可以計量、記錄或傳送的電信號或者數(shù)字信號。拉繩位移傳感器可拉伸的不銹鋼繩索是繞在一個鋁合金材質(zhì)的輪轂上（我們稱之為線輪），此輪轂又與一個精密旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)器連接在一起。感應(yīng)器可以是混合或導(dǎo)電塑料旋轉(zhuǎn)電位器，或者是增量型編碼器、絕對值編碼器等等，根據(jù)用戶需要而選擇。

    使用時，拉繩位移傳感器本體需安裝在固定位置上，拉繩頭那端固定在移動的物體上。并保持繩索拉伸時為一條直線，而非斜線，使之與移動物體的運動軌跡平行。當(dāng)運動發(fā)生時，鋼繩會隨著移動物體一起做往復(fù)運動，傳感器內(nèi)部的彈簧片（即發(fā)條）可以保證鋼繩的張緊度維持不變。傳感器內(nèi)部的繞線輪（輪轂）因被鋼繩拉走而發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動電位器或編碼器一起旋轉(zhuǎn)，并輸出一個與拉繩移動距離成比例的電信號或者脈沖信號。測量輸出信號再根據(jù)線性比例換算，即可以得出運動物體的位移、方向或速率。

    拉繩傳感器常用的參數(shù)有：測量行程、輸出信號模式、線性精度、重復(fù)性精度、分辨率、線徑規(guī)格、出線口拉力、最大往返速度、輸入電阻值、功率、工作電壓、工作溫度、重量、震動、防護等級等等。

三、信號輸出

    拉繩位移傳感器的輸出信號分為：模擬信號、數(shù)字信號。 模擬信號輸出型的拉繩位移傳感器，通常選用的是精密型電位器，精度一般為0.1%或0.25%。輸出信號包含有：0-5KΩ、4－20mA、0－5V、0－10V、RS485，以及其它非標的電壓信號等。電位器式的拉繩位移傳感器，訂制量程不宜太長，推薦為：100mm~10000mm。

    數(shù)字輸出型拉繩位移傳感器因選用增量方波型旋轉(zhuǎn)編碼器、及絕對值編碼器做為核心工作元件，故又稱為拉繩編碼器。輸出的信號有：方波ABZ信號，和格雷碼信號。這種類型的拉繩編碼器，最大行程可以做到上百米。絕對值型拉繩編碼器因編碼器成本昂貴，且不好訂制，故市場上應(yīng)用得相對較少，用得最多的是推挽式增量方波型拉繩編碼器。

    被應(yīng)用到拉繩傳感器中的增量方波型編碼器，最常用到的分辨率有：500P、600P、1000P、1500P、2000P、2500P、3600P等。光電編碼器更高的分辨率還有5000脈沖和10000脈沖的，但是價格也特別高，所以應(yīng)用到的場合相對要少很多。一般量程大于10米的拉繩傳感器，多會選用高頻的編碼器來制作，以減少測量誤差值。

四、如何選擇合適的拉繩位移傳感器

    選擇合適自己工況的拉繩位移傳感器，能夠令您節(jié)省下許多時間和不必要的開支。

1、量程的選擇

    選擇拉繩位移傳感器產(chǎn)品的量程時，必須要先知道自己測量位置最大的機械行程是多少，然后在此基礎(chǔ)上再加一點緩沖余量，避免傳感器在工作過程中因為安裝不規(guī)范或者操作不規(guī)范而導(dǎo)致超出量程范圍使用的情況。同時，為了傳感器的最佳使用效果，測量量程最好選擇為100整數(shù)倍的數(shù)值，勿要選擇一些比較奇怪的數(shù)值。

2、輸出信號的選擇

    拉繩傳感器信號輸出的選擇首先是根據(jù)用戶終端的采集儀（PLC、數(shù)顯表或者其它）來選擇，終端能夠接收什么信號，就選擇什么信號輸出的傳感器。但如果是5V供電輸出0-5V，或者是10V供電輸出0-10V的情況，可以選擇電阻信號輸出的傳感器。

注意，目前沒有辦法做到供電電壓低于輸出電壓的情況。比如供電電壓只有3V、要求輸出信號是0-5V，這種情況是無法做到的。

3、傳感器精度的選擇

   常見的電位器精度目前有：0.5%F·S、0.3%F·S、0.25%F·S、0.1%F·S。所以對于模擬量輸出的拉繩傳感器，其線性精度大多也只能達到這樣的級別，很難做到更高。如果期與更高的測量精度，就只能選擇高頻的拉繩編碼器，例如3600脈沖數(shù)的拉繩編碼器、5000脈沖數(shù)的拉繩編碼器等等。

    目前新也實業(yè)所采用的編碼器最高脈沖數(shù)為3600P/R，做出來的拉繩編碼器精度可達到0.013mm/P，可以直接替代光柵尺以應(yīng)用在銑床、磨床等測量精度要求比較高的場合。

4、關(guān)于防護等級

   國內(nèi)的拉繩位移傳感器最高防護等級為IP67，但多數(shù)都是無法做到的。而用戶也不要盲目地對傳感器有過高的要求，一定要根據(jù)現(xiàn)場的使用情況來選擇。如果使用環(huán)境太過惡劣，比如有油污、灰塵、雨水、其它帶腐蝕性的物質(zhì)，以及現(xiàn)在是否有較強的震動、干擾、高溫等情況，那么用戶請務(wù)必要與傳感器的生產(chǎn)廠家說明清楚。以免生產(chǎn)商沒有預(yù)為做好防護措施，或者其拉繩傳感器根本就無法達到那么高的防護等級，從而降低了產(chǎn)品的使用壽命，更耽誤了使用方的加工和生產(chǎn)進程，這是大家都不想要見到的情況。

（帶防護罩的拉繩位移傳感器）

五、應(yīng)用場合

   上面有提到過，拉繩位移傳感器因其體積小、行程長、及安裝便捷可靠等特點，特別適用于：直線導(dǎo)軌系統(tǒng)、液壓氣缸系統(tǒng)、伸縮系統(tǒng)、中空吹瓶機、IT設(shè)備、張力調(diào)節(jié)、高速自動送料機、速度調(diào)節(jié)、倉儲位置定位、壓力機械、造紙機械、紡織機械、金屬板材機械、紙品包裝機械、印刷機械、水平控制儀、建筑機械、閘門開度測量等相關(guān)尺寸的測量和位置的控制。在試驗機行業(yè)屏顯、數(shù)顯系統(tǒng)上應(yīng)用也較為廣泛。其它應(yīng)用場合可以特別定制，以完全實現(xiàn)低成本的高精度測量需求。

（拉繩傳感器應(yīng)用于運煤設(shè)備上）

六、拉繩位移傳感器的安裝及注意事項

    拉繩位移傳感器安裝時，要注意保持鋼索和運行方向的水平角度，偏差角度如果太大（超過±2°）將會影響到繩索的壽命。另外，傳感器運行的速度須保持勻速，且瞬時加速度不能過高。具體的注意事項請參考產(chǎn)品使用說明書，盡量避免不按照說明書的操作方法而隨意使用。