德国FSG全系列位移传感器完整工作原理

FSG位移传感器分三大主流品类：SL 系列拉绳（拉线）位移传感器（常用）、线性直插电位计、非接触磁式角度 / 位移传感器，原理分开说明。

一、FSG SL系列拉绳位移传感器（SL3000/PWG，市场主力）

1. 内部机械结构

不锈钢测量钢丝绳、精密螺纹绕线卷筒、恒力涡旋回卷弹簧、传动轴、核心检测元件（PK1023 导电塑料多圈电位器 / 磁编码器 / 光电编码器）、MU 内置信号变送板、铝合金防护壳体。

2. 完整工作流程（两步转换）

第一步：机械转换 —— 直线位移 → 旋转角度

传感器本体固定，拉绳末端连接油缸、伸缩臂、闸门等运动工件；

工件向外移动拉出钢丝绳，带动内部螺纹卷筒同步旋转；螺纹槽保证钢丝绳整齐排布、不叠绳，消除长度测量误差；

内部恒力弹簧持续提供恒定回缩拉力，工件回程时自动匀速收回钢丝绳，全程保持钢丝张紧无松弛；

卷筒旋转圈数与拉出长度呈严格线性比例：位移长度 = 卷筒周长 × 旋转总角度。

第二步：电信号转换（分 2 种核心检测方案）

方案 A：电位计式（PK1023 导电塑料电位器，模拟量输出）

卷筒传动轴直接驱动多圈导电塑料精密电位器同步旋转：

贵金属滑刷在连续电阻轨滑动，旋转角度改变分压电阻值；

纯电阻款直接输出 0~5kΩ 电阻信号；带MU 变送模块型号将电阻线性换算为标准工业 4~20mA / 0–10V 模拟信号；

零点对应拉绳收回（4mA），满行程对应拉绳最大拉出（20mA），直接接入 PLC、DCS 采集位移数值。

方案 B：非接触磁编码器式（PMP 系列，数字输出）

无机械电刷磨损，传动轴内置磁钢，壳体磁阻芯片感应磁极位置：

增量型：输出 ABZ 脉冲，脉冲数量换算位移；

绝对式：SSI/CANopen 数字编码，断电记忆位置，工程机械重载粉尘环境。

核心逻辑一句话

工件直线运动拉动钢丝→卷筒旋转→电位器 / 磁编码器采集转角→变送电路输出标准位移电信号。

二、FSG直线电位计（直推式线性位移传感器）

属于接触式导电塑料直线电位器：

测杆直接顶住被测油缸 / 滑块，工件移动推动测杆往复直线运动；

测杆内置贵金属电刷，沿长条导电塑料电阻轨道滑动；

电刷位置对应不同分压电阻，转化为连续电压 / 电阻信号；搭配 MU 变送器输出 4–20mA；

多用于短行程液压缸内置位置反馈、试验机位移检测。

三、FSG 磁式非接触角度 / 位移传感器（MAM/ADM 系列）

磁阻霍尔非接触原理（无磨损）

转轴 / 运动部件安装小型永磁磁钢，传感器壳体内置磁阻感应芯片；

设备运动带动磁钢旋转 / 平移，磁场角度发生变化；

芯片实时捕捉磁场相位，内部电路运算输出对应角度 / 位移信号；

无电刷、无机械摩擦，防尘防水 IP67，适合高寿命、高频往复工况，无磨损漂移。

四、三类 FSG 传感器原理核心对比

类型核心转换原理接触 / 非接触典型输出代表系列

拉绳电位计款直线→转角→电阻分压电刷接触4–20mA/0–10V / 电阻SL3002-PK1023

拉绳磁编码款直线→转角→磁相位采集非接触SSI/CANopen/ 脉冲PMP 重载系列

直推线性电位计直线滑动改变电阻电刷接触电阻 / 4–20mAPW 直线系列

磁式角度传感器磁场霍尔感应        非接触模拟 / 数字总线MAM、ADM

五、关键技术特点补充（原理衍生优势）

SL 拉绳螺纹卷筒结构：钢丝绳单层有序缠绕，杜绝叠绳带来的非线性误差；

PK1023 导电塑料电位器：电阻轨均匀、滑动噪声极低，线性精度可达 ±0.05% FS；

MU 一体化变送隔离电路：信号抗干扰，长线传输无衰减；

恒力涡旋弹簧：拉力稳定，低速、微位移测量无回差、无松弛。

六、典型应用对应原理选型

挖掘机伸缩臂、起重机变幅（长行程 5~60m）：SL 磁编码拉绳传感器，非接触耐磨；

注塑机油缸、闸门开度（0~3m 中等行程）：SL 电位计 4–20mA 拉线传感器；

小型液压缸内置位移反馈：直推式线性电位计；

高速旋转关节、工程机械角度监测：MAM 磁式非接触角度传感器。