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使用磁致伸縮技術的位移傳感器

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2013-12-04 09:05:00【

  無接觸的位移傳感器,是對基于電位技術的位移傳感器的革命性改進,相比于過去復雜的應用,采用磁致伸縮技術的位移傳感器,無論在界面還是性能上,都有很大提升。您知道磁致伸縮技術的位移傳感器的運用技術嗎?首先要了解位移傳感器又稱為線性傳感器,把位移轉換為電量的傳感器。位移傳感器是一種屬于金屬感應的線性器件,傳感器的作用是把各種被測物理量轉換為電量它分為電感式位移傳感器,電容式位移傳感器,光電式位移傳感器,超聲波式位移傳感器,霍爾式位移傳感器。

  在這種轉換過程中有許多物理量(例如壓力、流量、加速度等)常常需要先變換為位移,然后再將位移變換成電量。因此位移傳感器是一類重要的基本傳感器。在生產過程中,位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。機械位移包括線位移和角位移。按被測變量變換的形式不同,位移傳感器可分為模擬式和數字式兩種。模擬式又可分為物性型(如自發電式)和結構型兩種。常用位移傳感器以模擬式結構型居多,包括電位器式位移傳感器、電感式位移傳感器(見電感式傳感器)、自整角機、電容式位移傳感器(見電容式傳感器)、電渦流式位移傳感器(見電渦流式傳感器)、霍爾式位移傳感器等。數字式位移傳感器的一個重要優點是便于將信號直接送入計算機系統(見數字式傳感器)。這種傳感器發展迅速,應用日益廣泛(見感應同步器、碼盤、光柵式傳感器、磁柵式傳感器)。

  電位器式位移傳感器,它通過電位器元件將機械位移轉換成與之成線性或任意函數關系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是,為實現測量位移目的而設計的電位器,要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關系。圖1中的電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相連。物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值,阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓,以把電阻變化轉換為電壓輸出。線繞式電位器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化,其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統中用作位移反饋元件,則過大的階躍電壓會引起系統振蕩。因此在電位器的制作中應盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另一個主要缺點是易磨損。它的優點是:結構簡單,輸出信號大,使用方便,價格低廉。

  磁致伸縮位移傳感器——通過非接觸式的測控技術精確地檢測活動磁環的絕對位置來測量被檢測產品的實際位移值的;該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應用于成千上萬的實際案例中。

  由于作為確定位置的活動磁環和敏感元件并無直接接觸,因此傳感器可應用在極惡劣的工業環境中,不易受油漬、溶液、塵?;蚱渌廴镜挠绊?,IP防護等級在IP67以上。此外,傳感器采用了高科技材料和先進的電子處理技術,因而它能應用在高溫、高壓和高振蕩的環境中。傳感器輸出信號為絕對位移值,即使電源中斷、重接,數據也不會丟失,更無須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的,就算不斷重復檢測,也不會對傳感器造成任何磨損,可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命。

  磁致伸縮位移傳感器,是利用磁致伸縮原理、通過兩個不同磁場相交產生一個應變脈沖信號來準確地測量位置的。測量元件是一根波導管,波導管內的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測量過程是由傳感器的電子室內產生電流脈沖,該電流脈沖在波導管內傳輸,從而在波導管外產生一個圓周磁場,當該磁場和套在波導管上作為位置變化的活動磁環產生的磁場相交時,由于磁致伸縮的作用,波導管內會產生一個應變機械波脈沖信號,這個應變機械波脈沖信號以固定的聲音速度傳輸,并很快被電子室所檢測到。由于這個應變機械波脈沖信號在波導管內的傳輸時間和活動磁環與電子室之間的距離成正比,通過測量時間,就可以高度精確地確定這個距離。由于輸出信號是一個真正的絕對值,而不是比例的或放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,更無需定期重標。

  磁致伸縮位移傳感器是根據磁致伸縮原理制造的高精度、長行程絕對位置測量的位移傳感器。它采用非接觸的測量方式,由于測量用的活動磁環和傳感器自身并無直接接觸,不至于被摩擦、磨損,因而其使用壽命長、環境適應能力強,可靠性高,安全性好,便于系統自動化工作,即使在惡劣的工業環境下,也能正常工作。此外,它還能承受高溫、高壓和強振動,現已被廣泛應用于機械位移的測量、控制中。

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