什么样的传感器才是对特定应用合适的传感器呢?这取决于对精度、可重复性、速度、预算、连接性、环境和位置的要求,以及其他一些因素。你说的没错,选用正确的测量方法是任何成功应用中闭合回路的第一步。
可检测位置的传感器技术几乎与为机器控制和其他用途提供反馈的应用一样多种多样。空间可能是直线的、平面的、旋转的和三维的。在一些应用中,它们结合使用。传感元件同样也是多种多样。
DMC公司(总部位于芝加哥的系统集成商)的技术总监Ken Brey勾画了选择位置传感器的几点选择。
数字化思考
对数字式位置回馈:
■ 增量型编码器 所有的运动控制器都支持;有旋转和直线类型以及多种解决方案;被多种其他设备仿真;当断电时CONTROL ENGINEERING China版权所有,要求具有回复原位过程,以实现为机器提供物理标记参考。  
■ 绝对编码器 天生就只有很少的运动控制器支持;可以用于具有足够多可用数字输入的控制器;在它们的范围内(通常是一个旋转)可以报告完整的位置;不要求回复原位。
■ 解算器 在焊接应用中对高等级噪声有很高的免疫力;在一些较大的电机中成为使用标准;当配合恰当的伺服放大器使用时可模拟增量型编码器;和一些伺服放大器共同使用可以模拟绝对编码器。
■ 双编码器反馈 通常未被充分利用,天生地可被大部分的运动控制器支持;一个编码器安放在电机上,另一个直接安放在负载上;当电机和负载间的机械连接是柔性的或者是能滑动的时候,是非常有益处的。
■ 视觉系统 广泛地用于检测,也可用于位置反馈。这样的系统可在多维空间定位目标,典型的是X、Y和旋转;通常用于查找传送带上的元件,目前正在提高速度和简单易用性。
一个金属轧制、冲压和切割应用提供了双编码反馈使用实例。“它要求通过轧机为冲压过程快速和精确地标定材料指数。轧机产生数量不一致的材料伸展和辊子滑移” Brey解释说。
“通过在双回路配置中,在输出的材料上使用编码器作为位置反馈和电机解算器作为速度反馈,系统被调节得稳定,且单一标定移动提供精确的标定长度。这比先移动、后测量误差,再不得不进行第二次校正移动要快得多,且更精确。”他说。
图2:Banner Engineering 的World-Beam Expert QS18E 玻璃光纤接
近传感器提供按钮式教学模式设备与360 度可视多功能LED 指示。
图3:MTS Sensors R 系列传感器。
有创造性,经济节约
Innoventor公司(密苏里州圣路易斯市的系统集成商) 的总工程师 Sam Hammond建议说:应用目的决定位置传感器的选择;测量与反馈不应该很复杂。“创造性的实施可提供简单、经济的解决方案www.cechina.cn,”他说。例如,对排序问题,接近开关在许多场合可发挥很好的作用。
近来传感器的应用包括在前面图片中提到的AGV(自动引导车)以及下面一些。
■ 在一个用于密封茶叶容器顶盖的机器中,接近开关和对射式传感器定位靠近的包装。NI公司的视觉系统获得图像并被处理,来发现提前印在标签上的条形码的位置www.cechina.cn,然后给出恰当的电机指令以实现理想的位置(旋转)放置来应用125种标签类型中的一种。其中用到了两种类型的位置传感器。一种是简单的感应式接近开关,用于监测机器状态以确保即将发生运动的各种运动元件处于正确的位置。照相机也作为位置传感器使用,选择它是因为它的多目的用途、特征定位和读条码能力。
■ 连续冲模(progressive-die)冲床闭环运行。线性输出接近开关为优化冲模运行提供控制反馈;伺服电机在弯曲阶段调整冲模位置。选用线性接近开关从金属冲压运行状态给出尺寸读数;数据用于闭环控制系统。
■ 元件检查使用