工作原理编辑
磁致伸缩位移(液位)传感器,是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管,波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲,该电流脉冲在波导管内传输,从而在波导管外产生一个圆周磁场,当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用,波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号,这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输,并很快被电子室所检测到。
由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比,通过测量时间,就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的***值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。
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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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磁致伸缩位移传感器的三个主要应用
**近发现,尽管磁致伸缩位移传感器已在许多行业和应用中使用,但所有这些应用都可分为三大类:控制线性运动,监视线性运动和测量线性运动。
控制直线运动
当我们谈论控制运动时,通常是在谈论某种闭环控制,其中不仅机器的运动部件的位置很重要,而且机器在到达该位置的过程中的行为方式也很重要。在闭环控制应用中,原动机(例如液压缸,气压缸,电动机等)从控制器接收命令以进行加速,减速,停止,倒车等。该磁致伸缩位移传感器负责向控制系统提供准确,动态的位置反馈。当然,用于闭合反馈回路的磁致伸缩位移传感器必须是准确的,但它也必须能够为控制器提供高度动态的位置更新。如果发现附有伺服阀或比例阀的液压缸,液压油中还可能有一个磁致伸缩位移传感器,可向控制器提供关键位置信息。
磁致伸缩位移传感器材料主要有三大类:
即:磁致伸缩的金属与合金和铁氧体磁致伸缩材料。这两种称为传统磁致伸缩材料。它们并没有得到普遍的应用:后来人们发现了电致伸缩材料,其电致伸缩系数比金属与合金的大约200~400ppm,它很快得到普遍的应用;第三大类是发展的稀土金属间化合物磁致伸缩材料,称为稀土超磁致伸缩材料。它是可提高一个国家竞争力的材料,是21世纪战略性功能材料。
磁致伸缩位移传感器适用于高温、高压和强振荡等极其恶劣的工况,其***式输出很好地解决了断电归零问题,由于敏感元件都是非接触式、无磨损运行,平均无故障时间长达23年。
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磁致伸缩位移传感
研制中涉及的关键技术有:
(1)大电流周期激发电路的设计;
(2)微弱信号的检测、信号的滤波、放大、电压比较、峰值检验波、电压限幅等一系列电路的设计;
(3)基于单片机的高精度时间量测量。技术要求:测量范围0~8cm,精度0.1mm。测量范围不是很大,主要是受到实验所用波导钢丝本身长度的限制。
研制编辑
磁致伸缩位移传感是利用磁致伸缩效应研制的传感器。该传感器可以实现非接触、***式测量,具有高精度、大量程的特点,特别是由于磁铁和传感器并无直接接触,因此传感器可应用在恶劣的工业环境,如易燃、易爆、易挥发、有腐蚀的场合。此外,传感器能承受高温高压和高振荡的环境。传感器输出信号为***数值,所以即使电源中断重接也不会对数据收构成问题,更无尖重新调整零位。由于传感器组件都是非接触的,所以即使测量过程理不断重复的,也不会对传感器造成任何磨损。
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磁致伸缩位移传感器:
安装接线:如果信号线非常难以确定,上述方法行不通,可能就是该传感器的电源与电脑的电源没有共地,没有共地,就没有一个基准值,该传感器的电源相对电脑电源就是浮动电压值。因此,必须将该传感器的电源负极与电脑的电源负极短接。上述问题自然解决。这很容易出现在维修设备的过程中。其它的几根线不要管,用电工胶绑起即可。
如果是电流型输出的传感器,就不能这样实验了。因为,电流型输出负载不能开路,否则,容易过载损坏传感器。对于,三线制输出的传感器,应该先在传感器信号线与负极之间先接一个电阻1000Ω短路,以免误操作时过载。在预先弄清楚正负极的情况下,接好传感器的正负极接线,再将信号线分别与其余几根线短路,看有无稳定的显示。如有,可确定信号线的接线。然后在停电的情况下,取下原来短接的那个电阻,再接好线,然后才能送电。注意信号线一定不能开路。