在工业场景中选择位置传感器很困难

在工业场景中选择位置传感器很困难

作为物联网中的关键传感设备之一，位置传感器可以将被测物体的位置转换为输出信号，并提供精确的线性位置、旋转和角位置信息。然而，在复杂的工业场景中，选择传感器不能粗心大意，位置传感器也不例外。

磁性位置传感器

磁性位置传感器作为最流行的位置传感器之一，由于其体积小、功耗低等优点，在汽车、电机等应用中得到了广泛的应用。这种传感器通过磁场变化测量相对位移，以评估角度变化。最常见的形式是基于霍尔效应的角位置传感器。角度位置检测在工业场景中并不少见，例如B.定向喷射、阀门控制和挡板调整等，这也允许此类磁性位置传感器显示其潜力。

以AMS的AS5070为例，AS5070是一种基于霍尔效应的高分辨率角位置传感器，可用于精确的绝对角度测量。PWM或发送输出接口。AS5070提供14位分辨率，可以有效且廉价地解决小角度问题。


虽然这种磁位置传感器可以小型化和集成化，并且在角度测量中可以实现高精度和低功耗，但它并非没有缺陷。例如，这种磁性传感器对周围的导磁材料和磁场敏感，因此传感器制造商将增加特定的抗磁干扰技术。例如，上面提到的AS5070通过其传感器阵列和模拟前端架构来补偿外部杂散磁场，消除了屏蔽需求，降低了系统成本。

此外，由于大多数磁性位置传感器使用钕铁硼永磁体，这种永磁材料的众所周知的脆性，尽管这种传感器本身非常可靠，使这种传感器与一些暴露在高冲击环境中的行业兼容。

超声波用于声音定位

然而，对于不适合直接接触测量的物体，还有另一种解决方案，那就是使用超声波技术。与光学位置传感器类似，超声波位置传感器在非接触式位置传感方面具有独特的优势，特别是对于具有复杂表面、颜色或结构的物体，这使得光电传感器无能为力。超声波位置传感器从传感器产生高频声波，接收物体反射的信号，并计算随时间变化的距离。它们可以对各种形状进行可靠的位置检测和精确的连续距离测量，尤其是在封闭容器检测中。

然而，尽管这些超声波传感器中有一些是可编程的，并且具有自学习能力，但它们的适应性并不强。例如，容器的液位监控非常适合，因为容器的不同直径甚至不同高度都会影响测量精度。链接以调整波束宽度，确保声音不会与油箱内部冲突。


与其他位置传感器一样，超声波位置传感器并不适用于所有情况。声学的特性给超声波位置传感器带来了许多优势，但也有一些局限性。例如，超声波传感器无法在真空环境中工作，因为声音无法在该环境中传播。你可以说有很多真空环境，但大多数真空环境都是在工业环境中，所以这需要考虑。

传统并不一定是最糟糕的

尽管人们一直在追求位置传感器的创新，但这并不意味着LVDT/RVDT等传统感应式位置传感器已经失去市场。尽管它们有重大且昂贵的缺陷，但在准确性和可靠性方面仍然是最好的。因此，一些制造商开始对传统感应式位置传感器的原理提出新的想法。


例如，Celera Motion的IncOder位置传感器通过PCB技术消除了传统电感传感器的相位噪声结构。以IncOr角位置传感器为例。传感器主要由两部分组成：定子和转子。定子打开后，转子相对于定子的绝对角度可以在两个部件之间不移动的情况下获得。多层PCB可以集成多个传感器，用于一些冗余的安全设计。

从上面的简要介绍可以看出，在各种复杂的工业应用场景中，没有位置传感器能够完美地工作，这就是为什么有许多针对工业应用的定制解决方案的原因之一。位置传感器的选择不仅基于范围、分辨率和精度，还基于尺寸、工作温度范围、成本和安装方便性。