盡管許多工程師都熟悉拉線位置傳感器，但本文作為一個有用的清單，列出了在指定傳感器之前應(yīng)考慮的最重要因素，以及該測量原理的優(yōu)點和局限性。

　　根據(jù)行業(yè)和應(yīng)用的不同，拉線位置傳感器通常被稱為電纜傳感器、拉線傳感器、弦電位器、拉線傳感器、悠悠球、線性位置弦軸和弦編碼器。但是，在本文中，我們將這些傳感器稱為拉線位置傳感器。

　　一、測量原理

　　拉線測量原理是一種接觸式測量技術(shù)。拉線位置傳感器是一種簡單而可靠的測量位移、位置和運動的方法。拉線傳感器的原理相對簡單，因此具有固有的可靠性。該傳感器的工作原理與卷尺類似，但使用拉線傳感器時，用戶無需讀取延長卷尺的測量值。自動測量纏繞鋼絲的滾筒的旋轉(zhuǎn)，測量信號以模擬或數(shù)字格式輸出。

　　拉線傳感器基本上由線、鼓和彈簧驅(qū)動電機（稱為機械裝置）以及用于測量信號生成的電位計或編碼器組成。當(dāng)需要使用低成本緊湊型傳感器實現(xiàn)大測量范圍時，可使用拉線傳感器。通常，電線由薄編織鋼（具有柔韌性和高抗拉強度）制成，并涂有聚酰胺以保護環(huán)境。平均而言，導(dǎo)線的厚度約為0.8毫米，具體取決于測量范圍。

　　使用拉線傳感器，將線性運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。電線的自由端固定在移動的物體上。導(dǎo)線的開口端是一個用于固定到測量對象的孔眼或螺紋軸（用戶可選擇）。隨后，編碼器將由導(dǎo)線延伸產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為電子信號。彈簧驅(qū)動電機提供足夠的鋼絲預(yù)張力。這是一個具有類似于發(fā)條力學(xué)的扭矩負載的螺旋彈簧。拉出的線越多，彈簧的張力就越大。這具有減少水平設(shè)置中的線下垂的優(yōu)點。

　　二、典型應(yīng)用

　　拉線位置傳感器的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于許多不同的行業(yè)。最常見的應(yīng)用包括液壓缸位置測量；升降平臺/剪叉式升降機；非公路車輛；汽車和航空航天測試；工廠自動化；醫(yī)療器械，如手術(shù)臂和手術(shù)臺；建筑物、平臺和工廠的結(jié)構(gòu)監(jiān)測；工業(yè)機械及自動化；實驗室和試驗臺。

　　三、在選擇拉線位置傳感器之前，應(yīng)考慮許多因素：

　　1.測量范圍和緊湊性

　　拉線傳感器的典型測量范圍為50毫米至50,000毫米（50米），但這取決于傳感器供應(yīng)商。尺寸、緊湊性和重量都是需要考慮的重要因素，尤其是在傳感器需要安裝在難以接近的位置時。傳感器外殼相對于測量范圍的尺寸也可能是一個關(guān)鍵因素，特別是如果外殼的尺寸需要相對較小以實現(xiàn)較大的測量范圍。

　　2.OEM定制能力

　　供應(yīng)商提供定制傳感器設(shè)計以適應(yīng)大批量OEM應(yīng)用的能力也可能對您的項目至關(guān)重要。在這種情況下，尋找能夠提供許多改進的傳感器變體的供應(yīng)商，以及在需要時開發(fā)全新傳感器規(guī)格的能力。一些供應(yīng)商為大批量應(yīng)用提供不同的外殼材料，例如鋁或低成本塑料版本。還值得檢查供應(yīng)商能夠以多快的速度提供OEM修改后的傳感器設(shè)計，以及他們在當(dāng)?shù)爻钟卸嗌倏梢暂p松修改的庫存。供應(yīng)商能夠?qū)⒉煌膫鞲衅髟蜏y量范圍與不同的外殼選項相結(jié)合，這意味著可以為幾乎任何OEM應(yīng)用提供理想的拉線傳感器。

　　3.輸出選項

　　傳感器需要哪些電氣輸出選項？原則上，所有市售且尺寸合適的旋轉(zhuǎn)位置傳感器均可用作拉線傳感器中的傳感器元件。這支持多種不同的輸出信號，從模擬信號（例如電位計、4...20 mA、0...10 V）到增量信號（例如TTL、HTL、SSI）和數(shù)字現(xiàn)場總線（CANopen、CANBUS、現(xiàn)場總線等）。幾乎所有常見的接口都可以實現(xiàn)。大多數(shù)傳感器供應(yīng)商可以提供電位計、電壓、電流、增量和絕對編碼器。

　　4.設(shè)計穩(wěn)健性和力學(xué)

　　拉線傳感器往往非常穩(wěn)健，特別是如果制造商在其設(shè)計中僅使用高精度組件。如果是這種情況，傳感器將受益于比平均壽命更長的使用壽命。由于電位器和電線等傳感器組件容易磨損，因此它們的使用壽命有限，并且很大程度上取決于所使用的電位器或編碼器的質(zhì)量。

　　5.環(huán)境保護

　　拉線傳感器的環(huán)境保護級別因供應(yīng)商而異。通常，防護等級從IP54到IP68，使得一些傳感器適用于極端工業(yè)環(huán)境。如果傳感器安裝在高壓環(huán)境中或?qū)?dǎo)電材料的干擾敏感，則需要對其進行充分保護。一些供應(yīng)商可以提供塑料線而不是鋼絲，以及塑料電纜連接器。

　　6.特殊應(yīng)用

　　用于醫(yī)療應(yīng)用的拉線傳感器通常使用多絲螺旋線或混合電位計。這些以可承受的價格為許多應(yīng)用提供了必要的性能。這兩種類型的區(qū)別在于它們各自的使用壽命。而帶有線電位計的拉線傳感器被限制在大約使用混合電位器可實現(xiàn)200,000次循環(huán)，最高可達100萬次循環(huán)。

　　當(dāng)對使用壽命和/或精度提出更高要求時，可以依賴基于編碼器的傳感器元件，例如CT掃描臺。在這里，需要實現(xiàn)高達+/-0.01%測量范圍的線性度和相當(dāng)長的使用壽命。此外，位移傳感器將需要通過數(shù)字接口進行控制，這些接口越來越多地進入醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域。