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磁致伸縮位移傳感器工作原理
文章出處：Naichuang 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2018-08-17 16:34
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)際位移值的；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、塵埃或其它污染的影響。此外，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。
磁致伸縮位移（液位）傳感器，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，電流脈沖（也稱“詢問信號(hào)”）沿著傳感器內(nèi)以磁致伸縮材料制造的波導(dǎo)管以聲音的速度運(yùn)行，從而在波導(dǎo)管外產(chǎn)生一個(gè)圓周磁場(chǎng)，波導(dǎo)管發(fā)生磁致伸縮現(xiàn)象（鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)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），產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖。應(yīng)變脈沖（也稱“返回信號(hào)”）很快便被電子頭的感測(cè)電路探測(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)。
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。
從產(chǎn)生詢問信號(hào)的一刻到返回信號(hào)被探測(cè)到所需的時(shí)間周期乘以固定的聲音速度，我們便能準(zhǔn)確的計(jì)算出磁鐵的位置變動(dòng)。這個(gè)過(guò)程是連續(xù)不斷的，所以每當(dāng)活動(dòng)磁鐵被帶動(dòng)時(shí)，新的位置很快就會(huì)被感測(cè)出來(lái)。由于輸出信號(hào)是一個(gè)真正的絕對(duì)值，而不是比例的或需要再放大處理的信號(hào)，所以不存在信號(hào)漂移或變值得情況，更不必像其他位移傳感器一樣需要定期重標(biāo)。
德國(guó)NCTE是歐洲頂尖磁致伸縮原理扭矩傳感器制造商，擁有多年的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在其精度和測(cè)量范圍內(nèi)為客戶提供最經(jīng)濟(jì)適用的扭矩測(cè)試方案。上海耐創(chuàng)測(cè)試技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)NCTE公司在中國(guó)的產(chǎn)品銷售與技術(shù)服務(wù)，歡迎咨詢FREE TEL:400-877-3100。
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