德国 Novotechnik（NOVO）传感器技术文档
德国 Novotechnik（NOVO）传感器技术文档
一、产品概述
二、核心产品系列与技术参数
2.1 直线位移传感器系列
| 产品系列 | 测量原理 | 测量范围 | 线性精度 | 重复精度 | 防护等级 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LWH 系列（拉杆式） | 导电塑料电位器 | 75-750mm | ±0.05%FS | 0.002mm | IP65/IP67 | 注塑机、机床、液压油缸 |
| TLH 系列（滑块式） | 导电塑料电位器 | 25-1000mm | ±0.05%FS | 0.002mm | IP65 | 木工机械、印刷设备、自动化生产线 |
| TIM 系列（磁致伸缩） | 磁致伸缩原理 | 50-4000mm | ±0.04%FS | 0.01%FS | IP67 | 重型机械、压铸机、水利工程 |
| TF1 系列（感应式） | 非接触感应技术 | 5-50mm | ±0.1%FS | 2μm | IP67 | 振动环境、高精度定位系统 |
2.2 角度位移传感器系列
| 产品系列 | 测量原理 | 测量范围 | 线性精度 | 防护等级 | 典型应用 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| TR/TRS 系列（短量程） | 导电塑料电位器 | 0-360° | ±0.05%FS | IP65 | 机器人关节、旋转工作台 | |
| RSA-3200 系列（非接触） | 霍尔效应 | 0-360° | ±0.4%FS | IP67 | 汽车转向系统、工程机械 | |
| LS1 系列（可编程） | 非接触感应技术 | 0-360° | ±0.3%FS | IP65 | 医疗设备、精密仪器 | |
| TH1 系列（多圈） | 同步电位器 | 0-10 圈 | ±0.1%FS | 0.01° | IP65 | 阀门控制、风力发电、航空航天 |
2.3 特殊应用传感器系列
| 产品系列 | 技术特点 | 输出信号 | 工作温度 | 认证标准 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| TMI 系列（CANopen） | 磁致伸缩 + 总线接口 | CANopen | -40°C 至 + 85°C | CE、ISO 11452 | 农业机械、商用车、移动设备 |
| TRS 系列（短量程） | 超紧凑设计 (18×18mm) | 0-10V/4-20mA | -25°C 至 + 85°C | CE | 小型执行器、机器人末端执行器 |
| MUW 系列（信号调理器） | 信号放大与转换 | 0-10V/±10V/4-20mA | -10°C 至 + 60°C | CE | 传感器信号处理、远程传输 |
三、工作原理详解
3.1 接触式电位器传感器（LWH/TLH/TR 系列）
电阻体采用高稳定性导电塑料材料，确保长期使用精度不变；
电刷采用贵金属合金，具有低接触电阻和高耐磨性；
双端轴承受力设计，有效分散负载，延长使用寿命（可达 5000 万次运动）；
输出信号为模拟电压（0-5V/0-10V）或电流（4-20mA），直接适配 PLC/DCS 系统。
3.2 磁致伸缩传感器（TIM/TMI 系列）
传感器内部有一根波导丝，外部配有永磁环（随被测物体移动）；
电子头产生起始脉冲，沿波导丝传播形成环形磁场；
环形磁场与永磁环磁场相互作用，产生机械应力波（逆 Wiedemann 效应）；
应力波传回电子头，通过测量起始脉冲与应力波的时间差计算位移；
测量精度可达微米级，响应速度快（ 10kHz 更新率），抗干扰能力强。
3.3 非接触感应式传感器（TF1/LS1 系列）
传感器包含发射线圈和接收线圈，形成交变磁场；
金属目标物进入磁场区域时，产生涡流效应，改变线圈阻抗；
接收线圈检测阻抗变化，转换为与位移成正比的电信号；
无机械接触，抗振动、抗冲击性能优异，适用于高污染环境。
四、安装与配置指南
4.1 接触式传感器安装规范
- 安装定位
拉杆式传感器（LWH 系列）：确保拉杆与运动方向同轴度，安装角度偏差≤12°；
滑块式传感器（TLH 系列）：导轨与运动方向平行度，避免侧向力作用于滑块；
角度传感器（TR 系列）：转轴与被测轴同轴度，轴向窜动≤0.2mm。
- 机械连接
拉杆式采用万向铰接头，允许 ±12.5% 的角度偏差，吸收安装
角度传感器采用键槽连接或弹性联轴器，避免刚性连接导致的机械损坏；
所有连接螺栓按推荐扭矩紧固（约 8-10N・m），防止松动。
- 电气连接
端子定义：1-3 为电源线（通常 1 为正极，3 为负极），2 为信号输出线；
推荐线径：0.5-1.5mm² 屏蔽电缆，长度不超过 100m，避免信号干扰；
接线时确保断电操作，防止静电损坏传感器内部电路。
4.2 非接触式传感器安装规范
安装于液压油缸内部时，确保波导丝与油缸轴线平行，偏心量≤1mm；
永磁环安装牢固，与波导丝间隙保持在 1-2mm，避免碰撞；
电子头与被测物体距离≥50mm，防止电磁干扰。
- 感应式传感器（TF1 系列）
金属目标物材质：钢、不锈钢（推荐），厚度≥1mm；
目标物与传感器端面平行度，间隙保持在 2-5mm（根据型号调整）；
避免在传感器周围 100mm 内安装强磁性物体。
4.3 配置选项说明
| 配置项目 | 可选参数 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 输出信号 | 0-5V/0-10V/4-20mA/CANopen | 0-10V 适用于短距离传输，4-20mA 适用于长距离传输，CANopen 适用于工业总线系统 |
| 防护等级 | IP65/IP67/IP69K | IP65 适用于一般工业环境，IP67 适用于潮湿环境，IP69K 适用于高压冲洗场合 |
| 温度范围 | 标准型 (-25°C 至 + 85°C)/ 宽温型 (-40°C 至 + 125°C) | 宽温型适用于户外、冶金、铸造等温度环境 |
| 安装附件 | 万向接头 / 法兰盘 / 导轨支架 | 万向接头用于吸收安装法兰盘用于固定安装，导轨支架用于滑块式传感器 |
五、接线指南
5.1 接触式传感器标准接线（LWH/TR 系列）
| 端子编号 | 功能描述 | 接线要求 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 1 | 电源正极 | 连接 DC 5V/10V/24V（根据型号） | 传感器供电 |
| 2 | 信号输出 | 连接 PLC/DCS 模拟量输入模块 | 位移 / 角度信号传输 |
| 3 | 电源负极 | 连接电源负极，与 PLC 公共端共地 | 形成回路 |
| 4（可选） | 反向输出 | 输出与主信号相反的电压信号 | 冗余测量、差分输入 |
1 号端子：DC 24V 正极
3 号端子：DC 24V 负极
2 号端子：PLC AI 模块 0-10V 输入通道
注意：电源纹波≤50mV，避免与变频器、电机等强干扰设备共用电源
5.2 磁致伸缩传感器接线（TIM 系列）
| 端子编号 | 功能描述 | 接线要求 |
|---|---|---|
| V+ | 电源正极 | DC 24V±10% |
| GND | 电源负极 | 与系统地连接 |
| OUT | 模拟信号输出 | 4-20mA（默认），可通过拨码开关设置为 0-10V |
| CLK（可选） | 同步时钟输入 | 用于多传感器同步测量 |
| ACK（可选） | 状态反馈输出 | 传感器正常工作时输出高电平 |
六、调试与维护
6.1 调试步骤
- 电源检查
接通电源，测量传感器供电电压，确保在额定值 ±10% 范围内；
检查电源指示灯（如有）是否正常点亮，无异常闪烁。
- 零点与满量程校准
接触式传感器：将拉杆 / 滑块移至零点位置，调整 PLC 零点偏移参数；移至满量程位置，调整增益参数，确保测量值与实际位移一致；
磁致伸缩传感器：通过拨码开关设置零点和满量程，或使用专用软件进行校准。
- 线性度测试
选取 5 个均匀分布的测试点（0%、25%、50%、75%、100% FS）；
记录每个点的测量值与实际值，计算线性确保在 ±0.05% FS 范围内；
重复测试 3 次，验证测量重复性。
- 动态性能测试
以工作速度移动被测物体，观察测量信号是否稳定，无明显波动；
测试响应时间，确保满足系统控制要求（接触式≤1ms，磁致伸缩≤5ms）。
6.2 日常维护规范
| 维护周期 | 维护内容 | 操作要求 |
|---|---|---|
| 每月 | 外观检查：外壳有无损伤、电缆有无破损、连接螺栓有无松动 | 清洁外壳灰尘，拧紧松动螺栓，更换损坏电缆 |
| 每季度 | 功能测试：零点漂移测试、线性精度测试、信号稳定性测试 | 记录测试数据，漂移量超过 0.1% FS 时需重新校准 |
| 每半年 | 接触式传感器：检查电刷磨损情况，测量接触电阻（应≤100mΩ） | 磨损严重时更换传感器，接触电阻超标时清洁电阻体 |
| 每年 | 非接触式传感器：检查永磁环磁性、感应线圈绝缘电阻（≥100MΩ） | 磁性减弱时更换永磁环，绝缘电阻不达标时更换传感器 |
| 长期维护 | 建立维护日志：记录安装日期、调试数据、维护记录、故障处理情况 | 便于追溯设备运行状态，预测维护周期 |
七、故障排除指南
| 故障现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 无信号输出 | 1. 电源未接通或电压异常；2. 接线错误；3. 传感器内部电路损坏 | 1. 检查电源电压（DC 24V±10%）；2. 对照端子定义重新接线；3. 测量传感器电阻，损坏需更换 |
| 信号波动大 | 1. 电缆屏蔽不良；2. 电源纹波过大；3. 机械振动导致接触不良 | 1. 更换屏蔽电缆，确保屏蔽层接地；2. 加装电源滤波器；3. 检查机械连接，增加减振装置 |
| 零点漂移 | 1. 温度变化导致电阻体膨胀；2. 电刷磨损；3. 安装位置偏移 | 1. 进行温度补偿，或选用宽温型传感器；2. 更换电刷或传感器；3. 重新调整安装位置 |
| 线性标 | 1. 安装精度不够；2. 电阻体损坏；3. 校准参数错误 | 1. 提高安装精度，确保同轴度 / 平行度；2. 更换传感器；3. 重新校准零点和满量程 |
| 磁致伸缩传感器无信号 | 1. 永磁环脱落或磁性减弱；2. 波导丝断裂；3. 电子头故障 | 1. 检查永磁环，磁性减弱时更换；2. 检查波导丝，断裂需更换传感器；3. 更换电子头模块 |
| 感应式传感器测量不准确 | 1. 目标物材质不符合要求；2. 间隙过大或过小；3. 平行度 | 1. 更换钢或不锈钢目标物；2. 调整间隙至 2-5mm；3. 提高安装平行度 |
八、应用场景
工业自动化：注塑机模板位置控制、数控机床刀具定位、自动化生产线物料输送定位；
液压气动：液压油缸行程测量、气动执行器位置反馈、工程机械液压系统控制；
汽车制造：车身焊接机器人关节角度测量、发动机气门位置控制、新能源汽车电池包定位；
医疗设备：CT 扫描仪病床位置控制、手术机器人运动定位、康复设备角度测量；
工程机械：挖掘机臂架位置测量、起重机吊臂角度控制、混凝土泵车输送管定位；
能源行业：风力发电机叶片角度控制、太阳能跟踪系统定位、水电站闸门开度测量。
