模擬量信號輸出的SICK傳感器電纜適合長度

　　SICK傳感器模擬電壓信號(0…10V，-10…+ 10V等)： 通常，我們建議將模擬電壓信號的電纜長度限制為30米內。如果考慮并解決了上述因素，則可以(通常)使用長度超過30米的電纜，但安全的選擇是保持在30米以下。

　　模擬電流信號(0-20mA，4-20 mA)： 與模擬電壓接口相比，具有模擬電流接口的典型工業(yè)位移傳感器可以連接更長的電纜長度。再次概括一下，模擬電流信號可以接受最長150米的電纜長度。

　　以上兩項建議均假定使用正確端接的屏蔽電纜。還假定電纜不在高能交流電源附近布線，即使是屏蔽電纜也幾乎無法提供保護。

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　　如果需要更長的電纜長度，或者如果應用在電氣上“干擾"，那么選擇是考慮具有數字接口的傳感器。幸運的是，有越來越多的線性位移傳感器使用高度抗干擾的數字接口。

　　SICK傳感器最近出現了一個有關模擬量輸出位移傳感器的最大推薦電纜長度的問題。即使數字接口越來越流行，帶有模擬接口(0-10V，4-20 mA等)的傳感器仍然代表了工業(yè)應用中絕大多數的線性位移傳感器。

　　關于模擬量傳感器的最大電纜長度的問題經常出現。一般來說，問題在于，即使是良好的導體，也對電流(信號)具有一定的阻力。如果導體(電纜)的電阻足夠高，則傳感器的信號可能會降級到精度受到影響的點，甚至降至無法使用的點。不幸的是，沒有一個準確且具體的答案。諸如線徑，是否屏蔽電纜，電纜在何處以及如何布設，附近還有其他類型的設備以及其他因素等變量都需要考慮。關于所有這些變量的討論都可以寫成一本書，但是我們可以提出一些一般性建議：

　　1．SICK傳感器中，應變式力傳感器應用最為廣泛。它能應用于從極小到很大的動、靜態(tài)力的測量，且測量精度高，其使用量約占力傳感器總量的90％左右。

　　應變式力傳感器的工作原理與應變式壓力傳感器基本相同，它也是由彈性敏感元件和貼在其上的應變片組成。應變式力傳感器首先把被測力轉變成彈性元件的應變，再利用電阻應變效應測出應變，從而間接地測出力的大小。彈性元件的結構形式有柱形、筒形、環(huán)形、梁形、輪輻形、s形等。

　　應變片的布置和接橋方式，對于提高傳感器的靈敏度和消除有害因素的影響有很大關系。根據電橋的加減特性和彈性元件的受力性質，在貼片位置許可的情況下，可貼4或8片應變片，其位置應是彈性元件應變最大的地方。

　　SICK傳感器通常都做成圓柱形和方柱形，用于測量較大的力。最大量程可達10MN。在載荷較小時（1～100kN），為便于粘貼應變片和減小由于載荷偏心或側向分力引起的彎曲影響，同時為了提高靈敏度，多采用空心柱體。四個應變片粘貼的位置和方向應保證其中兩片感受縱向應變，另外兩片感受橫向應變（因為縱向應變與橫向應變是互為反向變化的）。

　　在實際測量中，被測力不可能正好沿著柱體的軸線作用，而總是與軸線成一微小的角度或微小的偏心，這就使得彈性柱體除了受縱向力作用外，還受到橫向力和彎矩的作用，從而影響測量精度。

　　簡單的SICK傳感器元件是根據正應力與載荷成正比的關系來測量的，它們存在著一些不易克服的缺點。為了進一步提高力傳感器性能和測量精度，要求力傳感器有抗偏心、抗側向力和抗過載能力。20世紀70年代開始已成功地研制出切應力傳感器。圖2是較常用的輪輻式切應力傳感器的結構簡圖。

　　輪輻式力傳感器由輪圈、輪轱、輻條和應變片組成。輻條成對且對稱地連接輪圈和輪轱，當外力作用在輪轱上端面和輪轱下端面時，矩形輻條就產生平行四邊形變形，如圖2（b）所示，形成與外力成正比的切應變。此切應變能引起與中性軸成450方向的相互垂直的兩個正負正應力，即由切應力引起的拉應力和壓應力，通過測量拉應力或壓應力值就可知切應力值的大小。因此，在輪輻式傳感器中，把應變片貼到與切應力成450的位置上，使它感受的仍是拉伸和壓縮應變，但該應變不是由彎距產生的，而主要是由剪切力產生的，此即這類傳感器的基本工作原理。這類傳感器的優(yōu)點是抗過載能力強，能承受幾倍于額定量程的過載。此外，其抗偏心、抗側向力的能力也較強，精度在0.1％之內。