磁致伸縮位移傳感器

多用于木材加工定位控制的設(shè)備磁致伸縮位移傳感器01簡(jiǎn)介結(jié)構(gòu)材質(zhì)伸縮現(xiàn)象工作原理技術(shù)參數(shù)應(yīng)用目錄030502040607注意事項(xiàng)研制故障處理目錄0908基本信息磁致伸縮位移傳感器，通過(guò)內(nèi)部非接觸式的測(cè)控技術(shù)精確地檢測(cè)活動(dòng)磁環(huán)的絕對(duì)位置來(lái)測(cè)量被檢測(cè)產(chǎn)品的實(shí)際位移值；該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬(wàn)的實(shí)際案例中。由于作為確定位置的活動(dòng)磁環(huán)和敏感元件并無(wú)直接接觸，因此傳感器可應(yīng)用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油漬、溶液、塵?；蚱渌廴镜挠绊憽４送?，傳感器采用了高科技材料和先進(jìn)的電子處理技術(shù)，因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號(hào)為絕對(duì)位移值，即使電源中斷、重接，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，更無(wú)須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復(fù)檢測(cè)，也不會(huì)對(duì)傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測(cè)的可靠性和使用壽命。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介磁致伸縮線性位移/液位傳感器的檢測(cè)機(jī)理基于傳感器核心檢測(cè)元件磁致伸縮波導(dǎo)絲與游標(biāo)磁環(huán)間的魏德曼效應(yīng)。?測(cè)量時(shí)，電子倉(cāng)中的激勵(lì)模塊在敏磁致伸縮線性位移/液位傳感器的檢測(cè)機(jī)理基于傳感器核心檢測(cè)元件—磁致伸縮波導(dǎo)絲與游標(biāo)磁環(huán)間的魏德曼效應(yīng)。??測(cè)量時(shí)，電子倉(cāng)中的激勵(lì)模塊在敏感檢測(cè)元件（磁致伸縮波導(dǎo)絲）兩端施加一查詢脈沖，該脈沖以光速在波導(dǎo)絲周圍形成周向安培環(huán)形磁場(chǎng)，該環(huán)形磁場(chǎng)與游標(biāo)磁環(huán)的偏置永磁磁場(chǎng)發(fā)生耦合作用時(shí)，會(huì)在波導(dǎo)絲的表面形成魏德曼效應(yīng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波，扭轉(zhuǎn)波以聲速由產(chǎn)生點(diǎn)向波導(dǎo)絲的兩端傳播，傳向末端的扭轉(zhuǎn)波被阻尼器件吸收，傳向激勵(lì)端的信號(hào)則被檢波裝置接收，電子倉(cāng)中的控制模塊計(jì)算出查詢脈沖與接收信號(hào)間的時(shí)間差，再乘以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波在波導(dǎo)材料中的傳播速度（約2830m/s），即可計(jì)算出扭轉(zhuǎn)波發(fā)生位置與測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)間的距離，也即游標(biāo)磁環(huán)在該瞬時(shí)相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)間的絕對(duì)距離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)游標(biāo)磁環(huán)位置的實(shí)時(shí)精確測(cè)量

。工作原理工作原理磁致伸縮位移（液位）傳感器，是利用磁致伸縮原理、通過(guò)兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量位置的。測(cè)量元件是一根波導(dǎo)管，波導(dǎo)管內(nèi)的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測(cè)量過(guò)程是由傳感器的電子室內(nèi)產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸，從而在波導(dǎo)管外產(chǎn)生一個(gè)圓周磁場(chǎng)，當(dāng)該磁場(chǎng)和套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動(dòng)磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相交時(shí)，由于磁致伸縮的作用，波導(dǎo)管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)，這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)以固定的聲音速度傳輸，并很快被電子室所檢測(cè)到。由于這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時(shí)間和活動(dòng)磁環(huán)與電子室之間的距離成正比，通過(guò)測(cè)量時(shí)間，就可以高度精確地確定這個(gè)距離。由于輸出信號(hào)是一個(gè)真正的絕對(duì)值,而不是比例的或放大處理的信號(hào),所以不存在信號(hào)漂移或變值的情況,更無(wú)需定期重標(biāo)。結(jié)構(gòu)材質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品特點(diǎn)結(jié)構(gòu)材質(zhì)產(chǎn)品特點(diǎn)1.內(nèi)部非接觸式測(cè)量；2.性能價(jià)格比高；3.多種輸出方式可供選擇；4.防浪涌、防射頻干擾；5.安裝方便；6.高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性；7.使用壽命長(zhǎng)；8.具有輸入電源反向極性保護(hù)功能；9.結(jié)構(gòu)精巧、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；10.隔離防爆型（可選）；11.不需定期標(biāo)定和維護(hù)。應(yīng)用領(lǐng)域可廣泛應(yīng)用于石油、化工、水利、制藥、食品、飲料等行業(yè)的各種液罐的液位計(jì)量和控制，航天加油系統(tǒng)、汽車加油系統(tǒng)、柴油加油系統(tǒng)及各種液壓罐、水文監(jiān)測(cè)、水處理等。磁致伸縮位移傳感器是根據(jù)磁致伸縮原理制造的高精度、長(zhǎng)行程絕對(duì)位置測(cè)量的位移傳感器。它采用內(nèi)部非接觸的測(cè)量方式，由于測(cè)量用的活動(dòng)磁環(huán)和傳感器自身并無(wú)直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因而其使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠性高，安全性好，便于系統(tǒng)自動(dòng)化工作，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下(如容易受油潰、塵?；蚱渌奈廴緢?chǎng)合)，也能正常工作。此外，它還能承受高溫、高壓和強(qiáng)振動(dòng)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械位移的測(cè)量、控制中。它的行程可達(dá)3米或更長(zhǎng)，標(biāo)稱精度為0.05%F·S，行程1米以上傳感器精度可達(dá)0.02%F，S,重復(fù)性可達(dá)0.002%F·S，因此它在石油化工，航空航天、電力、水利等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)1.測(cè)量對(duì)象:位置、速度（絕對(duì)速度），可測(cè)量1～2個(gè)位置2.測(cè)量范圍:50mm～8000mm3.零點(diǎn)可調(diào)范圍:100%F.S4.輸出方式:電流:4～20mA,最大負(fù)載電阻600Ω電壓:0～10VDC0～5VDC,最低負(fù)載>5KΩ5.精度:分辨率:采用16BitD/A轉(zhuǎn)換，0.0015%F.S（最小1μm）非線性:<±0.015%F.S（最小±50μm）重復(fù)精度:<±0.002%F.S（最小±3μm）6.遲滯:<0.002%F.S.伸縮現(xiàn)象伸縮現(xiàn)象大家都知道物質(zhì)有熱脹冷縮。除了加熱外，磁場(chǎng)和電場(chǎng)也會(huì)導(dǎo)致物體尺寸的伸長(zhǎng)和縮短。鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下，其尺寸伸長(zhǎng)（或縮短），去掉外磁場(chǎng)后，其又恢復(fù)原來(lái)的長(zhǎng)度，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮現(xiàn)象（或效應(yīng)）。此現(xiàn)象的機(jī)理是：鐵磁或亞鐵磁材料在居里點(diǎn)以下發(fā)生自發(fā)磁化，形成磁疇。在每個(gè)磁疇內(nèi)。晶格都沿磁化強(qiáng)度方向發(fā)生形變。當(dāng)施加外磁場(chǎng)時(shí)，材料內(nèi)部隨即取向的磁疇發(fā)生旋轉(zhuǎn)，是各磁疇的磁化方向趨于一致，物體對(duì)外顯示的宏觀效應(yīng)即沿磁場(chǎng)方向伸長(zhǎng)或縮短。磁致伸縮材料主要有三大類：即：磁致伸縮的金屬與合金和鐵氧體磁致伸縮材料。這兩種稱為傳統(tǒng)磁致伸縮材料。它們并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用：后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)了電致伸縮材料，其電致伸縮系數(shù)比金屬與合金的大約200~400ppm，它很快得到廣泛的應(yīng)用；第三大類是發(fā)展的稀土金屬間化合物磁致伸縮材料，稱為稀土超磁致伸縮材料。它是可提高一個(gè)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的材料，是21世紀(jì)戰(zhàn)略性功能材料。磁致伸縮位移傳感器適用于高溫、高壓和強(qiáng)振蕩等極其惡劣的工況，其絕對(duì)式輸出很好地解決了斷電歸零問(wèn)題，由于敏感元件都是非接觸式、無(wú)磨損運(yùn)行，平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)達(dá)23年。來(lái)自業(yè)內(nèi)專家的創(chuàng)新性建議由于眾多知名專家的加入，團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域始終保持領(lǐng)先地位。這些業(yè)界精英代表客戶從事各種科研和行業(yè)活動(dòng)，從而更深入地了解客戶所面臨的挑戰(zhàn)并能提出相應(yīng)的創(chuàng)新解決方案。應(yīng)用應(yīng)用隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造水平的不斷提高，液壓變槳系統(tǒng)憑借其在性能、環(huán)境適應(yīng)能力、維護(hù)成本等方面的優(yōu)勢(shì)，必將得以廣泛應(yīng)用。機(jī)械盤式剎車鎖緊銷方面，磁致伸縮線性位移傳感器的應(yīng)用顯著提高了鎖緊銷動(dòng)作的可靠性，進(jìn)而提高了整機(jī)運(yùn)行的安全性。通過(guò)位移傳感器來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)鎖緊銷的動(dòng)作是否可靠到位，所以在大多數(shù)的機(jī)械盤式剎車系統(tǒng)上的鎖緊銷都需要安裝位置傳感器。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)首先是傳感器的供電情況，如果位移傳感器供電電源容量不足，就會(huì)造成以下的情況：熔膠的運(yùn)動(dòng)會(huì)使合模電子尺的顯示變換，有波動(dòng)，或者合模的運(yùn)動(dòng)會(huì)使射膠電子尺的顯示波動(dòng)，造成測(cè)量誤差變大。如果電磁閥的驅(qū)動(dòng)電源與直線位移傳感器供電電源共用的時(shí)候，更容易出現(xiàn)這種情況。其二是調(diào)頻干擾和靜電干擾的問(wèn)題，調(diào)頻干擾和靜電干擾都有可能讓直線位移傳感器的電子尺的顯示數(shù)字跳動(dòng)的。所以，電子尺的信號(hào)線與設(shè)備的強(qiáng)電線路要分開(kāi)線槽。電子尺必須強(qiáng)制性地接地。信號(hào)線需要使用屏蔽線，而且電箱的一段應(yīng)該跟屏蔽線接地的。如果有高頻干擾的時(shí)候，通常使用萬(wàn)用表的電壓測(cè)量就會(huì)顯示正常，但是顯示數(shù)字就是會(huì)跳動(dòng)不停的；而出現(xiàn)靜電干擾時(shí)，出現(xiàn)的情況也是跟高頻干擾一樣的。要證明看是否是靜電干擾時(shí)，只需用一段電源線把電子尺的封蓋螺絲跟機(jī)器上的某一些的金屬短接起來(lái)就可以了，只要一短接起來(lái)，靜電干擾就會(huì)馬上消除掉。但是如果要消除掉高頻干擾就很難用上面的方法了，可以試下暫停高頻干擾源，看顯示結(jié)果會(huì)不會(huì)更好，以此來(lái)判斷是不是高頻干擾的問(wèn)題。其三如果出現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)有規(guī)律地跳動(dòng)，或者是沒(méi)有顯示數(shù)據(jù)，技術(shù)人員就需要檢查連接線絕緣是不是出現(xiàn)破損的現(xiàn)象，并且判斷是否跟機(jī)器的外殼很有規(guī)律地接觸而導(dǎo)致的對(duì)地短路。其四位移傳感器的對(duì)中性、平行度以及角度的具體要求問(wèn)題，安裝直線位移傳感器的對(duì)中性需要很好，但是平行度可以允許有±0.5mm的誤差，角度可以允許有±12°的誤差。故障處理故障處理電壓和電流輸出的負(fù)載是不一樣的，電壓的負(fù)載時(shí)要求電阻越大越好，一般不要小于1，000Ω，太小時(shí)就相當(dāng)于短路了，會(huì)損壞產(chǎn)品；電流的負(fù)載是要求電阻越小越好，一般不要大于1，000Ω，太大時(shí)就相當(dāng)于開(kāi)路了，沒(méi)有電流流通。所以電流輸出的負(fù)載和電壓輸出的負(fù)載限制是不一樣的而且一定要注意：電壓輸出時(shí)，負(fù)載不能短路，否則會(huì)使負(fù)荷太大，燒毀電路；而電流輸出時(shí)，負(fù)載不能開(kāi)路，否則會(huì)使負(fù)載增加而燒毀電路。這兩點(diǎn)一定要清楚。至于電壓輸出和電流輸出，到了機(jī)器上最終的用途還是一樣的，電壓輸出直接用電壓信號(hào)，電流信號(hào)流過(guò)電阻，在電阻上有電壓，也是取用電壓信號(hào)。安裝接線：磁致尺對(duì)電壓的波動(dòng)可以接受，可以使用12V～36V的電源，當(dāng)然穩(wěn)定的供電電源還是對(duì)產(chǎn)品的精度更有好處，但對(duì)靜電還是要采取一些措施。除線路板內(nèi)部采取了很多措施外，傳輸線有屏蔽線（雙重屏蔽：編織和錫包層，可以抗高、低頻干擾），還有接地端子，必須保證可靠接地（抗靜電干擾）。上述幾項(xiàng)措施缺一不可。一般情況下，客戶的產(chǎn)品替換下來(lái)，可能了解原來(lái)的產(chǎn)品是電流型還是電壓型，但訂了貨卻不知道如何安裝。如：原來(lái)的電壓型是五線甚至七線的，而我們的四線的（電源+、-、信號(hào)線、地線）一般棕色或紅色是直流電源正極，藍(lán)色或黑色是負(fù)極，可以用萬(wàn)用表的電壓檔位測(cè)可能的正、負(fù)極之間的電壓值，如果沒(méi)有把握，就可以在可能的正、負(fù)極之間接一個(gè)1000Ω的電阻，再測(cè)量電阻之間的電壓值，確認(rèn)正負(fù)極性后，用正極分別去短路剩下的幾根線，同時(shí)看電腦顯示是否出現(xiàn)穩(wěn)定的最大值，如果是，再用負(fù)極去短路剛才驗(yàn)證的那根線，同時(shí)看電腦顯示是否出現(xiàn)穩(wěn)定的最小值，如果是，就是信號(hào)線了。這就確定了+、-、和信號(hào)線了。研制研制磁致伸縮位移傳感是利用磁致伸縮效應(yīng)研制的傳感器。該傳感器可以實(shí)現(xiàn)非接觸、絕對(duì)式測(cè)量，具有高精度、大量程的特點(diǎn)，特別是由于磁鐵和傳感器并無(wú)直接接觸，因此傳感器可應(yīng)用在惡劣的工業(yè)環(huán)境，如易燃、易爆、易揮發(fā)、有腐蝕的場(chǎng)合。此外，傳感器能承受高溫高壓和高振蕩的環(huán)境。傳感器輸出信號(hào)為絕對(duì)數(shù)值，所以即使電源中斷重接也不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)收構(gòu)成問(wèn)題，更無(wú)尖重新調(diào)整零位。由于傳感器組件都是非接觸的，所以即使測(cè)量過(guò)程理不斷重復(fù)的，也不會(huì)對(duì)傳感器