德國 Novotechnik(NOVO)傳感器技術文檔
德國 Novotechnik(NOVO)傳感器技術文檔
一、產品概述
二、核心產品系列與技術參數
2.1 直線位移傳感器系列
| 產品系列 | 測量原理 | 測量范圍 | 線性精度 | 重復精度 | 防護等級 | 典型應用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LWH 系列(拉桿式) | 導電塑料電位器 | 75-750mm | ±0.05%FS | 0.002mm | IP65/IP67 | 注塑機、機床、液壓油缸 |
| TLH 系列(滑塊式) | 導電塑料電位器 | 25-1000mm | ±0.05%FS | 0.002mm | IP65 | 木工機械、印刷設備、自動化生產線 |
| TIM 系列(磁致伸縮) | 磁致伸縮原理 | 50-4000mm | ±0.04%FS | 0.01%FS | IP67 | 重型機械、壓鑄機、水利工程 |
| TF1 系列(感應式) | 非接觸感應技術 | 5-50mm | ±0.1%FS | 2μm | IP67 | 振動環境、高精度定位系統 |
2.2 角度位移傳感器系列
| 產品系列 | 測量原理 | 測量范圍 | 線性精度 | 防護等級 | 典型應用 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| TR/TRS 系列(短量程) | 導電塑料電位器 | 0-360° | ±0.05%FS | IP65 | 機器人關節、旋轉工作臺 | |
| RSA-3200 系列(非接觸) | 霍爾效應 | 0-360° | ±0.4%FS | IP67 | 汽車轉向系統、工程機械 | |
| LS1 系列(可編程) | 非接觸感應技術 | 0-360° | ±0.3%FS | IP65 | 醫療設備、精密儀器 | |
| TH1 系列(多圈) | 同步電位器 | 0-10 圈 | ±0.1%FS | 0.01° | IP65 | 閥門控制、風力發電、航空航天 |
2.3 特殊應用傳感器系列
| 產品系列 | 技術特點 | 輸出信號 | 工作溫度 | 認證標準 | 典型應用 |
|---|---|---|---|---|---|
| TMI 系列(CANopen) | 磁致伸縮 + 總線接口 | CANopen | -40°C 至 + 85°C | CE、ISO 11452 | 農業機械、商用車、移動設備 |
| TRS 系列(短量程) | 超緊湊設計 (18×18mm) | 0-10V/4-20mA | -25°C 至 + 85°C | CE | 小型執行器、機器人末端執行器 |
| MUW 系列(信號調理器) | 信號放大與轉換 | 0-10V/±10V/4-20mA | -10°C 至 + 60°C | CE | 傳感器信號處理、遠程傳輸 |
三、工作原理詳解
3.1 接觸式電位器傳感器(LWH/TLH/TR 系列)
電阻體采用高穩定性導電塑料材料,確保長期使用精度不變;
電刷采用貴金屬合金,具有低接觸電阻和高耐磨性;
雙端軸承受力設計,有效分散負載,延長使用壽命(可達 5000 萬次運動);
輸出信號為模擬電壓(0-5V/0-10V)或電流(4-20mA),直接適配 PLC/DCS 系統。
3.2 磁致伸縮傳感器(TIM/TMI 系列)
傳感器內部有一根波導絲,外部配有永磁環(隨被測物體移動);
電子頭產生起始脈沖,沿波導絲傳播形成環形磁場;
環形磁場與永磁環磁場相互作用,產生機械應力波(逆 Wiedemann 效應);
應力波傳回電子頭,通過測量起始脈沖與應力波的時間差計算位移;
測量精度可達微米級,響應速度快( 10kHz 更新率),抗干擾能力強。
3.3 非接觸感應式傳感器(TF1/LS1 系列)
傳感器包含發射線圈和接收線圈,形成交變磁場;
金屬目標物進入磁場區域時,產生渦流效應,改變線圈阻抗;
接收線圈檢測阻抗變化,轉換為與位移成正比的電信號;
無機械接觸,抗振動、抗沖擊性能優異,適用于高污染環境。
四、安裝與配置指南
4.1 接觸式傳感器安裝規范
- 安裝定位
拉桿式傳感器(LWH 系列):確保拉桿與運動方向同軸度,安裝角度偏差≤12°;
滑塊式傳感器(TLH 系列):導軌與運動方向平行度,避免側向力作用于滑塊;
角度傳感器(TR 系列):轉軸與被測軸同軸度,軸向竄動≤0.2mm。
- 機械連接
拉桿式采用萬向鉸接頭,允許 ±12.5% 的角度偏差,吸收安裝
角度傳感器采用鍵槽連接或彈性聯軸器,避免剛性連接導致的機械損壞;
所有連接螺栓按推薦扭矩緊固(約 8-10N?m),防止松動。
- 電氣連接
端子定義:1-3 為電源線(通常 1 為正極,3 為負極),2 為信號輸出線;
推薦線徑:0.5-1.5mm2 屏蔽電纜,長度不超過 100m,避免信號干擾;
接線時確保斷電操作,防止靜電損壞傳感器內部電路。
4.2 非接觸式傳感器安裝規范
安裝于液壓油缸內部時,確保波導絲與油缸軸線平行,偏心量≤1mm;
永磁環安裝牢固,與波導絲間隙保持在 1-2mm,避免碰撞;
電子頭與被測物體距離≥50mm,防止電磁干擾。
- 感應式傳感器(TF1 系列)
金屬目標物材質:鋼、不銹鋼(推薦),厚度≥1mm;
目標物與傳感器端面平行度,間隙保持在 2-5mm(根據型號調整);
避免在傳感器周圍 100mm 內安裝強磁性物體。
4.3 配置選項說明
| 配置項目 | 可選參數 | 應用場景 |
|---|---|---|
| 輸出信號 | 0-5V/0-10V/4-20mA/CANopen | 0-10V 適用于短距離傳輸,4-20mA 適用于長距離傳輸,CANopen 適用于工業總線系統 |
| 防護等級 | IP65/IP67/IP69K | IP65 適用于一般工業環境,IP67 適用于潮濕環境,IP69K 適用于高壓沖洗場合 |
| 溫度范圍 | 標準型 (-25°C 至 + 85°C)/ 寬溫型 (-40°C 至 + 125°C) | 寬溫型適用于戶外、冶金、鑄造等溫度環境 |
| 安裝附件 | 萬向接頭 / 法蘭盤 / 導軌支架 | 萬向接頭用于吸收安裝法蘭盤用于固定安裝,導軌支架用于滑塊式傳感器 |
五、接線指南
5.1 接觸式傳感器標準接線(LWH/TR 系列)
| 端子編號 | 功能描述 | 接線要求 | 典型應用 |
|---|---|---|---|
| 1 | 電源正極 | 連接 DC 5V/10V/24V(根據型號) | 傳感器供電 |
| 2 | 信號輸出 | 連接 PLC/DCS 模擬量輸入模塊 | 位移 / 角度信號傳輸 |
| 3 | 電源負極 | 連接電源負極,與 PLC 公共端共地 | 形成回路 |
| 4(可選) | 反向輸出 | 輸出與主信號相反的電壓信號 | 冗余測量、差分輸入 |
1 號端子:DC 24V 正極
3 號端子:DC 24V 負極
2 號端子:PLC AI 模塊 0-10V 輸入通道
注意:電源紋波≤50mV,避免與變頻器、電機等強干擾設備共用電源
5.2 磁致伸縮傳感器接線(TIM 系列)
| 端子編號 | 功能描述 | 接線要求 |
|---|---|---|
| V+ | 電源正極 | DC 24V±10% |
| GND | 電源負極 | 與系統地連接 |
| OUT | 模擬信號輸出 | 4-20mA(默認),可通過撥碼開關設置為 0-10V |
| CLK(可選) | 同步時鐘輸入 | 用于多傳感器同步測量 |
| ACK(可選) | 狀態反饋輸出 | 傳感器正常工作時輸出高電平 |
六、調試與維護
6.1 調試步驟
- 電源檢查
接通電源,測量傳感器供電電壓,確保在額定值 ±10% 范圍內;
檢查電源指示燈(如有)是否正常點亮,無異常閃爍。
- 零點與滿量程校準
接觸式傳感器:將拉桿 / 滑塊移至零點位置,調整 PLC 零點偏移參數;移至滿量程位置,調整增益參數,確保測量值與實際位移一致;
磁致伸縮傳感器:通過撥碼開關設置零點和滿量程,或使用專用軟件進行校準。
- 線性度測試
選取 5 個均勻分布的測試點(0%、25%、50%、75%、100% FS);
記錄每個點的測量值與實際值,計算線性確保在 ±0.05% FS 范圍內;
重復測試 3 次,驗證測量重復性。
- 動態性能測試
以工作速度移動被測物體,觀察測量信號是否穩定,無明顯波動;
測試響應時間,確保滿足系統控制要求(接觸式≤1ms,磁致伸縮≤5ms)。
6.2 日常維護規范
| 維護周期 | 維護內容 | 操作要求 |
|---|---|---|
| 每月 | 外觀檢查:外殼有無損傷、電纜有無破損、連接螺栓有無松動 | 清潔外殼灰塵,擰緊松動螺栓,更換損壞電纜 |
| 每季度 | 功能測試:零點漂移測試、線性精度測試、信號穩定性測試 | 記錄測試數據,漂移量超過 0.1% FS 時需重新校準 |
| 每半年 | 接觸式傳感器:檢查電刷磨損情況,測量接觸電阻(應≤100mΩ) | 磨損嚴重時更換傳感器,接觸電阻超標時清潔電阻體 |
| 每年 | 非接觸式傳感器:檢查永磁環磁性、感應線圈絕緣電阻(≥100MΩ) | 磁性減弱時更換永磁環,絕緣電阻不達標時更換傳感器 |
| 長期維護 | 建立維護日志:記錄安裝日期、調試數據、維護記錄、故障處理情況 | 便于追溯設備運行狀態,預測維護周期 |
七、故障排除指南
| 故障現象 | 可能原因 | 解決方法 |
|---|---|---|
| 無信號輸出 | 1. 電源未接通或電壓異常;2. 接線錯誤;3. 傳感器內部電路損壞 | 1. 檢查電源電壓(DC 24V±10%);2. 對照端子定義重新接線;3. 測量傳感器電阻,損壞需更換 |
| 信號波動大 | 1. 電纜屏蔽不良;2. 電源紋波過大;3. 機械振動導致接觸不良 | 1. 更換屏蔽電纜,確保屏蔽層接地;2. 加裝電源濾波器;3. 檢查機械連接,增加減振裝置 |
| 零點漂移 | 1. 溫度變化導致電阻體膨脹;2. 電刷磨損;3. 安裝位置偏移 | 1. 進行溫度補償,或選用寬溫型傳感器;2. 更換電刷或傳感器;3. 重新調整安裝位置 |
| 線性標 | 1. 安裝精度不夠;2. 電阻體損壞;3. 校準參數錯誤 | 1. 提高安裝精度,確保同軸度 / 平行度;2. 更換傳感器;3. 重新校準零點和滿量程 |
| 磁致伸縮傳感器無信號 | 1. 永磁環脫落或磁性減弱;2. 波導絲斷裂;3. 電子頭故障 | 1. 檢查永磁環,磁性減弱時更換;2. 檢查波導絲,斷裂需更換傳感器;3. 更換電子頭模塊 |
| 感應式傳感器測量不準確 | 1. 目標物材質不符合要求;2. 間隙過大或過小;3. 平行度 | 1. 更換鋼或不銹鋼目標物;2. 調整間隙至 2-5mm;3. 提高安裝平行度 |
八、應用場景
工業自動化:注塑機模板位置控制、數控機床刀具定位、自動化生產線物料輸送定位;
液壓氣動:液壓油缸行程測量、氣動執行器位置反饋、工程機械液壓系統控制;
汽車制造:車身焊接機器人關節角度測量、發動機氣門位置控制、新能源汽車電池包定位;
醫療設備:CT 掃描儀病床位置控制、手術機器人運動定位、康復設備角度測量;
工程機械:挖掘機臂架位置測量、起重機吊臂角度控制、混凝土泵車輸送管定位;
能源行業:風力發電機葉片角度控制、太陽能跟蹤系統定位、水電站閘門開度測量。

