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。
