拉线式位移传感器的基本结构是实现其位移测量功能的,各部件协同工作以确保拉线的伸缩能准确转换为可的信号。其主要组成部分如下:
1. 拉线(拉绳)
作用:直接与被测物体连接,传递位移变化,是传感器与被测对象的 “桥梁”。
特性:通常采用高强度材料制成,如不锈钢丝(、抗腐蚀)、涂塑钢丝绳(减少摩擦损伤)或高强度尼龙绳(轻量化场景),要求具有低弹性形变(避免拉伸后无法复位导致测量误差)、高性(适应频繁伸缩)。
长度:根据传感器的测量范围设计,缠绕在卷轴上,拉出长度直接对应被测位移量。
2. 卷轴(线轮)
作用:缠绕拉线的部件,拉线的拉伸或收缩会带动卷轴旋转,将直线位移转换为旋动。
结构:多为圆柱形或锥形(部分设计可优化拉线缠绕均匀性),通过精密轴承与传感器主体连接,确保旋转顺滑、无卡顿,减少机械摩擦对测量精度的影响。
联动性:卷轴与传感元件(如编码器、电位器)直接或间接连接,其旋转角度与拉线拉出长度成正比例关系(需保证缠绕均匀,避免层叠导致的周长变化误差)。
3. 复位弹簧
作用:当被测物体反向移动(位移减小)时,弹簧提供回复力,带动卷轴反向旋转,将拉线收回并保持张紧状态,确保拉线始终与被测物体同步运动。
特性:需具备稳定的弹性系数和性能,常见为卷簧(发条弹簧),安装在卷轴内部或侧边,其弹力需与拉线张力匹配(过松会导致拉线松弛,过紧会增加额外拉力影响被测物体)。

4. 传感元件
作用:将卷轴的旋动转换为电信号,是传感器的 “感知部件”,决定了输出信号类型和测量精度。
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