磁致伸縮位移傳感器的原理

磁致旋轉(zhuǎn)波位移傳感器，除位置磁鐵外，所有其他元器件都安裝在傳感器殼體內(nèi)，組成傳感器的主**置磁鐵通常裝在一個運動部件A上，而傳感器主體則裝在一個固定的部件B上。

傳感器工作時，電子信號和處理系統(tǒng)發(fā)給磁致波導(dǎo)鋼絲間隔為T的激勵脈沖電流ie該脈沖電流將產(chǎn)生一個圍繞波導(dǎo)鋼絲的旋轉(zhuǎn)磁場。位置磁鐵也產(chǎn)生一個固定的磁場。根據(jù)Widemanm效應(yīng)，金屬隨其瞬間變形產(chǎn)生波導(dǎo)扭曲，使波導(dǎo)鋼絲產(chǎn)生磁致彈性伸縮，即形成一個磁致旋轉(zhuǎn)波。磁致旋轉(zhuǎn)波的傳播速度為，式中：G為波導(dǎo)管的剪切彈性模量；ρ為波導(dǎo)管密度。

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磁致伸縮位移傳感器：

變送器-采用磁致伸縮原理制造的高精度、長行程位置測量的位移變送器。不但可以測量運動物體的直線位移，同時給出運動物體的位置和速度模擬信號或液位信號，根據(jù)輸出信號的不同，分為模擬式和數(shù)字式兩種。

1、高精度，高穩(wěn)定性，高可靠性。

2、非接觸式測量，使用壽命長，功耗低。

3、多種輸出方式可供選擇。

4、具有反向極性保護功能。

5、巡檢速度快，響應(yīng)靈敏度高。

6、能在線診斷，開放性好，實時測量。

7、防雷擊、抗射頻干擾。

8、安裝方便、無需定期標定和維護。

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磁致伸縮位移傳感器

技術(shù)參數(shù)編輯

11.工作溫度:-40～+85℃

12.儲存溫度:-40～+100℃

13.零點/跨度調(diào)整:100%有效行程（**小范圍25mm）

14.分辨率:16bit,0.0015%(**小10um)

15.線性度:<+0.01%滿量程(**小+50um)

16.重復(fù)精度:<+0.001%滿量程(**小+2.5um)

17.滯后:<4um

18.刷新周期:0.5ms達到1200mm/1.0ms達到2400mm/

19.紋波:2.0ms達到4800mm/5.0ms達到7600mm行程長度

20.速度測量:<0.01%滿量程

21.范圍:0.025m/s至10m/s

22.誤差:<0.5%

23.分辨率:0.1mm/s

24.刷新周期:（ms）見位置測量

25.溫度系數(shù):<30ppm/0C

磁致伸縮位移傳感器

Canopen屬性：

can接口比較大1MB符合can iso11898標準，專為串行數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的。除了通過pdo(進程數(shù)據(jù)對象)進行有用的數(shù)據(jù)傳輸外，canopen協(xié)議還支持通過SDO(服務(wù)數(shù)據(jù)對象)實現(xiàn)普遍的監(jiān)視和診斷功能，SDO可以在安裝時通過EDS文件進行配置。

位移傳感器輸出數(shù)據(jù)：

位移傳感器提供一個自由配置的數(shù)據(jù)塊(pdo)的比較大8個字節(jié)

默認情況下，它提供以下數(shù)據(jù)：

位置(32位整數(shù)值)

速度(16位整數(shù)值)

4個限制值的狀態(tài)(1字節(jié))

mxn磁致伸縮位移傳感器對應(yīng)于編碼器剖面ds-406/3.1(canopen標準ds-301/3.0)，可以直接連接到現(xiàn)場總線。它們的測量數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成位移比例的，總線支持的傳感器輸出信號，并直接傳輸?shù)絚anopen主機。

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磁致伸縮位移傳感器重復(fù)性

傳感器在正行程和反行程測量各測2次的數(shù)據(jù)，其中還計算了重復(fù)性偏差。根據(jù)式（2）可計算出0～80mm滿量程的重復(fù)性誤差指標el=±0.287%.。

（4）傳感器其他靜態(tài)特性

①傳感器的分辨力

經(jīng)過測試系統(tǒng)測試，移動螺旋測微器±0.056mm，傳感器LCD顯示值改變±0.056mm。

②穩(wěn)定性

在測試時，將傳感器設(shè)定在一固定點，然后分別在4h讀取數(shù)據(jù)1次，測得值分別為31.62 mm, 31.56 mm, 31.56nm, 31.62mm。穩(wěn)定性誤差為0.06mm。傳感器通、斷電幾次后在此位置讀數(shù)，仍舊為31.62，驗證了磁致伸縮傳感器不受掉電影響。

溫度穩(wěn)定性是指傳感器在外界溫度變化下輸出量發(fā)生的變化。測量傳感器溫度穩(wěn)定性時，分別在房間溫度為15℃和室外溫度為1℃測量，讀數(shù)變化為0.06 m，即溫度穩(wěn)定性誤差為0.06 mm。

③測試系統(tǒng)靈敏度

移動螺旋測微器0.05mm，測到傳感器LCD屏上變化0.056mm，此測試系統(tǒng)的靈敏度為1.12。

綜上，經(jīng)過實驗測得傳感器的靜態(tài)特性，可知傳感器的線性度為0.387%，遲滯誤差為0.256%，重復(fù)性誤差為±0.287%,分辨力為0.056mm。磁致伸縮位移傳感器的自身精度很高，理論可以達到μm級，實際分辨力只有0.056mm。

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磁致伸縮位移傳感器的原理

從機械上講，因為是無接觸、無磨損的，所以出現(xiàn)故障的機會不多，除非機械損壞，磁環(huán)脫落，這從外觀就容易判斷。如果是裝在油缸內(nèi)部，磁環(huán)突然脫落，顯示數(shù)值將沒有變化。如果是停機好久才脫落，開機上電時好像在靠近電子倉端出現(xiàn)了一個磁環(huán)，即：正邏輯尺將會出現(xiàn)**小顯示數(shù)值，負邏輯尺會出現(xiàn)比較大顯示數(shù)值。如果是可拆卸電子倉式的，可以簡單地將電子倉取下，帶電用一磁環(huán)測試即可。

從電氣上講，是有出現(xiàn)問題的可能。公司為了避免電氣出現(xiàn)問題，作了大量工作，如：選擇功耗很小的元器件使功率消耗小，如電流消耗只有16mA，實際功率只有不到0.4W，這樣就不會使元器件發(fā)熱、老化和損壞；還有公司，公司通過先進的工藝客服了其它各種問題，產(chǎn)品經(jīng)嚴酷的環(huán)境測試和機械測試，均符合要求。

應(yīng)該在一般使用條件和環(huán)境中不會出現(xiàn)問題。可能會出現(xiàn)的問題，諸如：數(shù)據(jù)傳輸不會運行，軟件包未安裝成功、接線錯誤、信號大小方向不對、靜電干擾未有效接地、電流型輸出不會接線、或原來是了兩線的而我們的產(chǎn)品是三線制的 [2]  。

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