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磁致伸缩位移传感器   

伸缩现象编辑

大家都知道物质有热胀冷缩。除了加热外，磁场和电场也会导致物体尺寸的伸长和缩短。铁磁性物质在外磁场的作用下，其尺寸伸长（或缩短），去掉外磁场后，其又恢复原来的长度，这种现象称为磁致伸缩现象（或效应）。此现象的机理是：铁磁或亚铁磁材料在居里点以下发生自发磁化，形成磁畴。

在每个磁畴内。晶格都沿磁化强度方向发生形变。当施加外磁场时，材料内部随即取向的磁畴发生旋转，是各磁畴的磁化方向趋于一致，物体对外显示的宏观效应即沿磁场方向伸长或缩短。

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磁致伸缩位移传感器

技术参数编辑

1.测量对象:位置、速度（***速度），可测量1～2个位置

2.测量范围:50 mm～8000mm

3.零点可调范围:100%F.S

4.输出方式:

电流:4～20mA,最大负载电阻 600Ω

电压:0～10VDC 0～5VDC,比较低负载>5KΩ

5.精 度:

分辨率:采用 16Bit D/A 转换，0.0015%F.S（Z小1μm）

非线性:<±0.015%F.S（Z小±50μm）

重复精度:<±0.002%F.S（Z小±3μm）

6.迟滞:<0.002%F.S.

7.温度系数:<0.007%F.S./℃

8.更新时间测量范围:<0.5ms/m

9.供电电源:+24VDC±10%

10.工作电流:<50m A

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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。

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，安装接线：磁致尺对电压的波动可以接受，可以使用12V～36V的电源，当然稳定的供电电源还是对产品的精度更有好处，但对静电还是要采取一些措施。除线路板内部采取了很多措施外，传输线有屏蔽线（双重屏蔽：编织网和锡包层，可以抗高、低频干扰），还有接地端子，必须保证可靠接地（抗静电干扰）。上述几项措施缺一不可。

一般情况下，客户的产品替换下来，可能了解原来的产品是电流型还是电压型，但订了货却不知道如何安装。如：原来的电压型是五线甚至七线的，而我们的四线的（电源+、-、信号线、地线）一般棕色或红色是直流电源正极，蓝色或黑色是负极，可以用万用表的电压档位测可能的正、负极之间的电压值，如果没有把握，就可以在可能的正、负极之间接一个1000Ω的电阻，再测量电阻之间的电压值，确认正负极性后，用正极分别去短路剩下的几根线，同时看电脑显示是否出现稳定的最大值，如果是，再用负极去短路刚才验证的那根线，同时看电脑显示是否出现稳定的最小值，如果是，就是信号线了。这就确定了+、-、和信号线了。

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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。

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