유압 실린더 피드백을 위한 위치 센서 기술

Alliance Sensors Group, HG Schaevitz LLC(뉴저지주 무어스타운 소재) 사업부

유압 또는 공압 실린더용 위치 피드백 센서는 자기 변형, 가변 저항, 가변 인덕턴스라는 세 가지 기존 기술 중 하나를 사용했습니다. 향상된 제어 및 기능에 대한 요구가 증가함에 따라 중공업, 해저 및 모바일 장비 세계에서 센서로 계측되는 실린더가 더욱 중요해지고 있습니다. 궁극적으로 사용자 또는 시스템 통합업체는 애플리케이션의 요구 사항을 결정하고 총 설치 비용 대비 성능을 기준으로 이를 가장 잘 충족시키는 기술을 결정해야 합니다. 자기왜곡, 가변저항, 가변 인덕턴스 센서의 강점과 약점이 그림에 나와 있습니다. 이러한 일반적인 감지 기술은 실린더 로드의 내부 끝 부분에 총으로 뚫은 깊고 작은 직경의 막힌 구멍으로 확장되는 긴 프로브를 활용합니다.

일반적으로 포트라고 불리는 가변 저항 전위차계 유형 센서는 비용이 중요하고 높은 정확도가 중요하지 않은 경우 선택됩니다. 저항 포트는 일반적으로 자기 변형 센서의 포트 장착과 달리 실린더의 후면 엔드 플레이트에 내장되어 있습니다. 이는 건 드릴 실린더 로드의 내부 끝 부분에 부착된 절연된 원형 캐리어를 사용하고 부분적으로 전도성이 있는 플라스틱 프로브의 표면과 접촉하는 전기 전도성 와이퍼를 지원합니다. 와이퍼가 이 플라스틱 요소를 따라 움직일 때 저항이 선형 방식으로 변경되므로 캐리어의 위치와 로드의 위치를 ​​매우 쉽게 결정할 수 있습니다. Pot은 견고성, 유리한 스트로크 대 길이 비율, 입력 전압에서 큰 비율을 차지하는 큰 아날로그 DC 전압 출력으로 인해 실린더에 사용하기에 좋은 위치 측정 솔루션으로 간주되었습니다. 저항 포트의 주요 단점은 마모입니다. 특히 실린더가 고주파수에서 작동되거나 더 중요한 것은 시스템의 동적 특성을 개선하기 위해 짧은 범위에서 디더링되는 경우입니다. 저항 포트가 실린더에 내장되어 있기 때문에 마모된 포트를 교체하는 데 시간과 비용이 많이 들고 완전히 새로운 실린더가 필요할 수도 있습니다.

가변 인덕턴스 위치 센서는 실린더 산업에서 사용되어 왔지만 자기 변형 센서나 저항 전위차계는 널리 인식되지 않았습니다. 이 비접촉 기술은 제품 수명 및 장기 신뢰성 측면에서 저항 전위차계에 비해 많은 중요한 이점을 갖고 있으며 일반적으로 선형성, 분해능 및 주파수 응답 측면에서 자기 변형 센서의 성능과 유리하게 경쟁할 수 있지만 비용은 상당히 낮습니다. 마찬가지로 중요한 것은 가변 인덕턴스 센서가 중공업 및 모바일 장비 응용 분야에서 흔히 볼 수 있는 것과 같이 훨씬 더 큰 충격과 진동을 견딜 수 있다는 사실입니다.

선형 가변 인덕턴스 센서는 자기 변형 센서와 관련된 더 높은 수준의 성능과 외부 포트 장착 유연성, 내장된 저항 전위차계의 견고성과 가격 사이의 중간 지점을 커버합니다. 이 센서는 총으로 뚫은 막대의 위치에 따라 인덕턴스가 변하는 유도 프로브를 사용하는 발진기 회로의 공진 주파수를 측정하여 작동합니다. 일반적으로 4"(100mm) ~ 36"(900mm)의 전체 크기 범위로 제공되며 대부분의 카탈로그 자기 변형 센서에 있는 것과 일치하는 커넥터 및 케이블 종단과 함께 포트 장착형 및 내장형 패키지를 모두 사용할 수 있습니다. 이 센서는 OEM 애플리케이션에 사용할 수 있는 SSI 디지털 출력과 함께 아날로그 DC 전압 또는 전류 출력을 제공합니다. 가변 인덕턴스 센서는 링 자석이 필요하지 않은 비접촉 솔루션을 제공합니다. 실제로 기존 자기왜곡 센서를 교체하기 위해 가변 인덕턴스 센서를 설치한 경우 센서의 기본 작동을 방해하지 않고 자석을 실린더 로드 엔드에 그대로 둘 수 있습니다.