非接触式位移传感器和接触式位移传感器有什么

工作原理

• 非接触式位移传感器：利用光学、电磁、超声波等原理，无需与被测物体直接接触就能检测其位移。例如，光电式位移传感器通过检测光信号的变化来测量位移，激光位移传感器利用激光反射测量距离变化；电感式接近传感器利用交变磁场在被测物体中产生涡流，进而引起传感器电感量变化来检测位移；超声波位移传感器通过发射和接收超声波信号，根据时间差计算出与被测物体的距离变化，从而得到位移信息。
• 接触式位移传感器：通过与被测物体直接接触，将物体的位移转化为传感器内部元件的机械变形或物理量变化，进而测量位移。如电阻式位移传感器，通过滑动触点与电阻元件接触，随物体位移改变电阻值；电容式位移传感器通过接触使极板间的距离、面积或介电常数变化，导致电容值改变来测量位移。

性能特点

• 非接触式位移传感器
  • 优点：对被测物体无磨损，不会因接触而影响被测物体的运动状态和性能；测量精度高，尤其适用于微小位移测量；响应速度快，能够实时跟踪被测物体的快速位移变化；适应恶劣环境能力强，如灰尘、油污、潮湿等环境对其测量精度影响较小。
  • 缺点：价格相对较高；测量范围可能受限，一些高精度的非接触式传感器测量范围较窄；对被测物体的表面特性和环境光线等条件有一定要求，例如，被测物体表面的反射率、粗糙度等会影响光电式传感器的测量精度，强光环境可能干扰其信号检测。
• 接触式位移传感器
  • 优点：结构相对简单，成本较低；测量范围较大，可根据实际需求选择不同规格的传感器；对被测物体的表面特性和环境光线等条件要求较低，在一些较为恶劣的工业环境中也能稳定工作。
  • 缺点：由于与被测物体接触，会对被测物体产生一定的摩擦力，可能影响被测物体的运动精度，尤其是在高精度测量中；长期使用后，接触部件容易磨损，导致测量精度下降，需要定期维护和更换；响应速度相对较慢，不适用于快速动态位移测量。

应用场景

• 非接触式位移传感器：常用于对测量精度要求高、被测物体运动速度快、不允许接触被测物体或被测环境较为恶劣的场合。例如，半导体制造中的光刻设备，需要精确控制光刻头的位移，采用激光干涉式等非接触式位移传感器；在汽车安全气囊的触发系统中，利用加速度传感器（一种非接触式位移传感器的衍生应用）来检测车辆碰撞时的加速度变化，进而触发气囊；在航空航天领域，对飞行器的结构变形、部件位移等进行监测，也常采用非接触式位移传感器。
• 接触式位移传感器：广泛应用于对测量精度要求不是极高、测量范围较大、成本控制较为严格的场合。例如，在普通机床的工作台位移测量中，使用电位器式等接触式位移传感器可以满足基本的定位精度要求；在建筑施工中的水准仪、经纬仪等测量仪器中，也会采用接触式位移传感器来测量角度和位移，实现对建筑物的水平度、垂直度等参数的测量。