模擬量信號(hào)輸出的德國SICK傳感器電纜適合長度

　　最近出現(xiàn)了一個(gè)有關(guān)模擬量輸出德國SICK傳感器的最大推薦電纜長度的問題。即使數(shù)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(yīng)用中絕大多數(shù)的德國SICK傳感器。

　　關(guān)于德國SICK傳感器的最大電纜長度的問題經(jīng)常出現(xiàn)。一般來說，問題在于，即使是良好的導(dǎo)體，也對電流(信號(hào))具有一定的阻力。如果導(dǎo)體(電纜)的電阻足夠高，則傳感器的信號(hào)可能會(huì)降級(jí)到精度受到影響的點(diǎn)，甚至降至無法使用的點(diǎn)。不幸的是，沒有一個(gè)準(zhǔn)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(shè)，附近還有其他類型的設(shè)備以及其他因素等變量都需要考慮。關(guān)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：

　　模擬電壓信號(hào)(0…10V，-10…+ 10V等)： 通常，我們建議將模擬電壓信號(hào)的電纜長度限制為30米內(nèi)。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(hào)(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(hào)可以接受最長150米的電纜長度。

　　以上兩項(xiàng)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(hù)。

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

　　德國SICK傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容變化量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測量。的是平行板型電容器或圓筒型電容器。

　　德國SICK傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成。當(dāng)薄膜受壓力作用時(shí)，薄膜會(huì)發(fā)生一定的變形，因此，上下電極之間的距離發(fā)生一定的變化，從而使電容發(fā)生變化。但電容式壓力傳感器的電容與上下電極之間的距離的關(guān)系是非線性關(guān)系，因此，要用具有補(bǔ)償功能的測量電路對輸出電容進(jìn)行非線性補(bǔ)償。

　　德國SICK傳感器基本工作原理

　　德國SICK傳感器也常常被人們稱為電容式物位計(jì)，電容式物位計(jì)的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的，電容器由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數(shù)為ε的電解質(zhì)時(shí)，兩圓筒間的電容量為：

　　式中L為兩筒相互重合部分的長度；D為外筒電極的直徑；d為內(nèi)筒電極的直徑；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實(shí)際測量中D、d、e是基本不變的，故測得C即可知道液位的高低，這也是電容式傳感器具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高，價(jià)格便宜等特點(diǎn)的原因之一。

　　德國SICK傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，由于被測量變化將導(dǎo)致電容器電容量變化，通過測量電路，可把電容量的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。測知電信號(hào)的大小，可判斷被測量的大小。這就是電容式傳感器的基本工作原理。

　　德國SICK傳感器的工作原理可把電容式傳感器分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類型。

　　德國SICK傳感器的結(jié)構(gòu)可把電容式傳感器分為三種類型的結(jié)構(gòu)形式。它們又可按位移的形式分為線位移和角位移兩種，每一種又依據(jù)傳感器極板形狀分成平(圓形)板形和圓柱(圓筒)形，雖然還有球面形和鋸齒形等其他形狀，但一般很少用。其中差動(dòng)式一般優(yōu)于單組(單邊)式傳感器，它具有靈敏度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。