磁致伸缩位移传感器工作原理
传感器的**包括一条铁磁材料的测量感应元件,一般被称为"波导管",一个可以移动的永磁铁,磁铁与波导管会产生一个纵向向的磁场。每当电流脉冲(即"询问信号")由传感器电子头送出并通过波导管时,第二个磁场便由波导管的径向方面制造出来。当这两个磁场在波导管相交的瞬间,波导管产生"磁致伸缩"现像,一个应变脉冲即时产生。这个被称为"返回信号"的脉冲以超声的速度从产生点(即位置测量点)运行回传感器电子头并被检测器检出来。
准确的磁铁位置测量是由传感器电路的一个高速计时器对询问信号发出到返回信号到达的时间周期探测而计算出来,这个过程极为快速与精确无误。
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磁致伸缩位移传感器
是采用非接触式磁致伸缩测量技术,此技术能提供准确、直接值的位移输出。17系列是专为液压缸而设计,耐压外管与六角法兰为不锈钢制造,可以直接安装进液压缸里。电子部分与耐压外管为模块化组装设计,即两者可完全分离。在特殊情况下,只需拔出电子部分进行校准,而耐压外管无需与液压缸分离。此设计减少重置液压缸时,较大提高生产效率。
非接触式设计不但方便安装,而且能消除所有工作磨损而带来的误差。铝成型外壳符合IP67标准(需要配合正确的接头),保证能工作于苛刻和尘埃污染的环境。提供灵活和简易的安装方式,适合一般液压机械使用。总括而言,17系列磁悬浮式磁致伸缩位移传感器坚固耐用,是要求严格的工业环境中理想选择。
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磁致伸缩位移传感器
由于G和ρ均为恒定(对于一定的波导管来说)的,所以传播速度也恒定。经过计算该旋转波沿着波导钢丝以2 800 m/s的速度向两边传播。当它传到波导钢丝一端的波检测器时被转换成电信号ua·通过测量磁致旋转波从位置磁铁传到波检测器的时间tL就能确定位置磁铁和波检测器之间的距离。这样,当部件A和B产生相对运动,通过磁致旋转波位移传感器就可以确定部件A的位置和速度。
在波导钢丝的另一端,磁致旋转波将通过减波元件被较大削弱,以避免反射的波形对测量精度造成影响。波反射器是用于改善电信号ua的波形和加强电信号的大小。
磁致伸缩位移传感器
产品特点
1.内部非接触式测量;
2.性能价格比高;
3.多种输出方式可供选择;
4.防浪涌、防射频干扰;
5.安装方便;
6.高精度、高稳定性、高可靠性;
7.使用寿命长;
8.具有输入电源反向极性保护功能;
9.结构精巧、环境适应性强;
10.隔离防爆型(可选);
11.不需定期标定和维护。
应用领域
可广泛应用于石油、化工、水利、制药、食品、饮料等行业的各种液罐的液位计量和控制,航天加油系统、汽车加油系统、柴油加油系统及各种液压罐、水文监测、水处理等。
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磁致伸缩位移传感器线性度
测量:在传感器测量整个0~80mm范围内,旋动螺旋测微器分别每隔5mm记一组数据,位置磁铁相应移动,连续取测量数据20组,如图3。
线性度的指标公式为
式中:el为非线性误差(线性度);△max为比较大非线性***误差;YFS为输出满量程。
从图3可知,采用**小二乘法拟合直线的斜率为0.992,直线方程为Y = 0.15784+0. 992X,因此在0~80 mm范围内的线性度为0.387%。
磁致伸缩位移传感器迟滞
将螺旋测微器在传感器的正反两个方向量程内来回移动,测量范围为0~80mm,测到的数据如图4。其中有正向测量和反向测量数值(每隔5mm测量1次),以及正反方向测量的差值△H。
由迟滞误差公式
式中△Hmax为正反行程输出比较大差值。
从图4知,△Hmax=0.41,而rH=0.256%。
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磁致伸缩位移传感器重复性
传感器在正行程和反行程测量各测2次的数据,其中还计算了重复性偏差。根据式(2)可计算出0~80mm满量程的重复性误差指标el=±0.287%.。
(4)传感器其他静态特性
①传感器的分辨力
经过测试系统测试,移动螺旋测微器±0.056mm,传感器LCD显示值改变±0.056mm。
②稳定性
在测试时,将传感器设定在一固定点,然后分别在4h读取数据1次,测得值分别为31.62 mm, 31.56 mm, 31.56nm, 31.62mm。稳定性误差为0.06mm。传感器通、断电几次后在此位置读数,仍旧为31.62,验证了磁致伸缩传感器不受掉电影响。
温度稳定性是指传感器在外界温度变化下输出量发生的变化。测量传感器温度稳定性时,分别在房间温度为15℃和室外温度为1℃测量,读数变化为0.06 m,即温度稳定性误差为0.06 mm。
③测试系统灵敏度
移动螺旋测微器0.05mm,测到传感器LCD屏上变化0.056mm,此测试系统的灵敏度为1.12。
综上,经过实验测得传感器的静态特性,可知传感器的线性度为0.387%,迟滞误差为0.256%,重复性误差为±0.287%,分辨力为0.056mm。磁致伸缩位移传感器的自身精度很高,理论可以达到μm级,实际分辨力只有0.056mm。
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