数字量磁致伸缩位移传感器选型

磁致伸缩位移传感器

耐压外管尺寸及安装说明

RH系列耐压外管，铝型材电子仓，专为液压系统使用设计的，内置于液压缸内部，耐压可达34MPa连续（69MPa峰值）。

安装螺纹规格M18×1.5、M20×1.5或3/4”-16 UNF-3A。

铝型材外置结构尺寸及安装说明

RP铝型材外置安装结构，适用于一般机械，安装方便，易于维护。

安装结构及接线

模拟输出位移传感器有内置式和外置式两种安装方式，RH内置式结构紧凑，适用于液压缸的内置安装，RP外置式采用铝型材导轨，安装于运动部件外部，使用方便。

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

测量时，电子仓中的激励模块在敏感检测元件（磁致伸缩波导丝）两端施加一查询脉冲，该脉冲以光速在波导丝周围形成周向安培环形磁场，该环形磁场与游标磁环的偏置永磁磁场发生耦合作用时，会在波导丝的表面形成魏德曼效应扭转应力波，扭转波以声速由产生点向波导丝的两端传播，传向末端的扭转波被阻尼器件吸收，传向激励端的信号则被检波装置接收，电子仓中的控制模块计算出查询脉冲与接收信号间的时间差，再乘以扭转应力波在波导材料中的传播速度（约2830m/s），即可计算出扭转波发生位置与测量基准点间的距离，也即游标磁环在该瞬时相对于测量基准点间的***距离，从而实现对游标磁环位置的实时精确测量 [1]  。

模拟输出方式

磁致伸缩位移传感器内置一个16位D/A转换器，实时精确地将游标磁环的位置转为标准的4-20mA电流信号或者0-10V电压信号，输出信号和有效量程成线性关系。可根据现场使用需要通过螺丝刀100%设定零点、满度以及正反向，操作简单。输出的标准模拟信号可直接输出到PLC控制模块（如西门子331模块）或者其它仪表。

安装结构及接线

模拟输出位移传感器有内置式和外置式两种安装方式，RH内置式结构紧凑，适用于液压缸的内置安装，RP外置式采用铝型材导轨，安装于运动部件外部，使用方便。

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磁致伸缩位移传感器

应用行业：

注塑机械

吹瓶机械

压铸机械

橡胶成型机械

液压及压力设备

压砖机械

标志制作机器

油漆喷雾器

金属与木工机械

汽车与行走机械

17系列输出信号为：

电压0-10V/10-0V双输出（170系列）

电流0-20mA（171系列）

电流20-0mA（172系列）

电流4-20mA（174系列）

电流20-4mA（175系列）

数字Start/Stop开始/停止输出（173系列）

数码CANBus输出（176系列）

数码SSI输出（177系列）

可根据使用情况及PLC接口类型选择适合的输出信号。

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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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