滚珠丝杠副轴向静刚度测试台机械结构设计(10)
位移传感器器在性能已经不断改进。
通过查阅基恩士公司的激光位移传感器选型手册，选取了 LK-H055、
LK-H025、LK-H008 三款传感器做比较，其相关参数如表 3.6 所示：
表3.6 基恩士激光位移传感器参数表
基恩士激光位移传感器
型号 参考距离和
测量范围
满量程 再现性（测量
结果的重复性
偏差）
测量精度 价格 比较结果
LK-H055 50±10mm 20mm 0.025um 4um 7WRMB多 测量范围过大，精度
低
LK-H025 20±3mm 6mm 0.02um 1.2um 7WRMB左
右
测量范围合适，精度
一般
LK-H008 8±0.5mm 1mm 0.005um 0.5um 7WRMB左
右
测量范围小，不宜操
作，精度高
对比以上三种传感器的测量范围和测量精度，最终选取基恩士激光位移传感
器LK-H025。
3.5.2 欧姆龙接触式位移传感器
通过与欧姆龙中国代理的技术人员的沟通，最终选用型号为 ZX-TDS04 的接
触式位移传感器，其性能参数如下：
表 3.7 欧姆龙ZX-TDS04接触式位移传感器性能参数表
项目 型号 ZX-TDS04
测定范围 4mm
可动范围 约 5mm
分辨率*1 0.1μ m
线性*2 0.1%F.S.
测定力 *3 约 0.7N
保护结构(传感器探头部) IEC60529规格IP67
机械的寿命 1000万次以上
使用环境温度 动作时：0～+50℃保存时：-15～+60℃ （不结冰、结露）
使用环境湿度 动作时、保存时：35～85%RH （不结露）
温度特性*4
放大器部 0.03%F.S./℃
前置放大器部 0.01%F.S./℃
振动（耐久） 10～55Hz单振幅 0.35mm X、Y、Z 各方向
冲击（耐久） 150m/s2 X、Y、Z 各方向3 回
连接方式 接插件中继型（标准导线长 2m）
绝缘/非绝缘 绝缘（传感器探头外轮廓和输入出线之间）
质量（捆包状态） 约 100g
材质
传感器探头部 不锈钢
前置放大器 聚碳酸脂
前置放大器部 聚碳酸酯树脂
安装金属工具 不锈钢
另外，咨询代理商得知传感器价格为 2 万元（测头+放大器+转换器） 。下图
为传感器示意图：
图3.9 接触式位移传感器示意图
3.5.3 激光位移传感器与接触式位移传感器的比较
将选用的两类传感器的测量范围、测量精度以及价格等主要参数列举如下：
表3.8 激光位移传感器与接触式位移传感器的参数比较
名称 基恩士激光位移传感器 LKH-025 欧姆龙ZX-TDS04接触式位移传感器
测量范围 6mm 4mm
测量精度 1.2um 0.1um
价格 7W RMB 2W RMB
激光位移传感器相对于传统的接触式位移传感器的优点为： 速度快，精度高，
量程大，抗光、电干扰能力强等。同时传感器的测量不受被测物的材料、质地、
形状、反射率的限制。然而在本次设计中所需要测量的为缓慢移动的金属表面，
因此激光位移传感器的优点无从用到。另外，相比于测量精度以及价格，欧姆龙
ZX-TDS04 接触式位移传感器明显更具优势，因此最终选取欧姆龙ZX-TDS04 接
触式位移传感器。
3.5.4 位移传感器的安装方式
位移传感器采用 T型槽与床身连接，测量位置为被测丝杠螺母的端面，使用
配套夹具夹紧。示意图如图 3.10所示：
1. 连接件 2.接触式位移传感器 3.夹具 4.螺栓 5.螺母