摘要:弹性加载机制:内置精密弹簧系统,提供0.1-10N可调的恒定接触力动态跟随特性:响应速度可达1m/s,加速度耐受>50g三维适应性:允许±15°的测量角度偏差
回弹式位移传感器技术定义与原理详解
一、核心定义
回弹式位移传感器(Spring-Loaded Displacement Transducer)是一种通过机械回弹机构保持恒定测量力的接触式位移测量装置。其核心特征为:
弹性加载机制:内置精密弹簧系统,提供0.1-10N可调的恒定接触力动态跟随特性:响应速度可达1m/s,加速度耐受>50g三维适应性:允许±15°的测量角度偏差二、工作原理
机械传导系统探针机构:红宝石/碳化钨测头(硬度>2000HV)弹性元件:特种弹簧钢(疲劳寿命>10⁷次)导向机构:空气轴承/精密滚珠导轨(摩擦<0.001N)信号转换链复制
机械位移 → 弹性变形 → 应变片/电感变化 → 电信号 → 数字输出 (±10mm) (0.1%非线性) (0.01%分辨率) (24位ADC)
三、关键性能参数
参数
工业级
精密级
测试标准
量程
±15mm
ISO 9513
线性度
0.1%FS
0.01%FS
DIN 862
重复性
1μm
0.1μm
VDI/VDE 2617
接触力
0.5±0.1N
0.2±0.02N
ISO 376
四、典型结构组成
接触模块测头:金刚石涂层(摩擦系数<0.1)缓冲机构:液压阻尼(响应时间<1ms)传感模块应变式:350Ω桥路(温度系数<±0.005%/℃)电感式:差分线圈(分辨率0.01μm)接口模块数字输出:EtherCAT(同步抖动<100ns)机械接口:ISO 9409-1标准法兰五、行业应用特征
动态测量场景振动测量(0-5kHz带宽)旋转部件监测(轴向跳动<50μm)生产线在线检测(IP67防护)特殊环境适用高温型(-196℃~+300℃)真空版(10⁻⁶Pa工况)防爆型(ATEX Zone 0)六、技术演进
智能升级方向接触力自适应调节(PID控制)磨损自诊断(剩余寿命预测)温度自补偿(嵌入式PT100)新型材料应用碳纤维弹性体(重量减轻60%)形状记忆合金(自动零点校准)纳米涂层(摩擦系数降低80%)来源:隆旅电子