国内磁致伸缩位移传感器接线

磁致伸缩位移传感器

可提供多种不同的输出信号类型，以适应各种应用需求和控制架构。让我们看一下线性磁致伸缩位移传感器的三种常见的输出信号类型。1）模拟，2）基于时间的数字和3）串行数字，并讨论每种方法的优缺点。

模拟量工业自动化中使用的绝大多数磁致伸缩位移传感器都是模拟量输出。通常，模拟输出传感器以DC电压或DC电流的形式提供输出。公共电压输出范围包括0至10 Vdc和-10至+10 Vdc。公共电流输出范围包括0至20 mA和4至20 mA。

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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

技术参数编辑

11.工作温度:-40～+85℃

12.储存温度:-40～+100℃

13.零点/跨度调整:100%有效行程（**小范围25mm）

14.分辨率:16bit,0.0015%(**小10um)

15.线性度:<+0.01%满量程(**小+50um)

16.重复精度:<+0.001%满量程(**小+2.5um)

17.滞后:<4um

18.刷新周期:0.5ms达到1200mm/1.0ms达到2400mm/

19.纹波:2.0ms达到4800mm/5.0ms达到7600mm行程长度

20.速度测量:<0.01%满量程

21.范围:0.025m/s至10m/s

22.误差:<0.5%

23.分辨率:0.1mm/s

24.刷新周期:（ms）见位置测量

25.温度系数:<30ppm/0C

工作原理：

磁致伸缩位移传感器

变送器主要由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触的磁环组成。测杆内装有磁致伸缩线（波导丝）。工作时，由电子仓内的电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输时，同时产生了一沿波导丝方向前进的旋转磁场。当这个磁场与磁环中的磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，产生扭动脉冲（或称“返回”脉冲）。这一扭动脉冲被安装在电子仓内的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两脉冲起始和返回之间的时间差，即可测出被测的位置和位移。

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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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