磁致伸缩位移传感器.docx

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1、磁致伸缩位移传感器目录1 .什么是磁致伸缩：12 .磁致伸缩传感器的基本原理：23 .磁致伸缩位移传感器的结构材质34 .磁致伸缩位移传感器的产品特点35 .磁致伸缩位移传感器的优点：36 .磁致伸缩位移传感器的分类：47 .磁致伸缩位移传感器的技术参数48 .磁致伸缩位移传感器的伸缩现象59 .磁致伸缩位移传感器的应用领域：61 .什么是磁致伸缩：磁致伸缩是指物体在磁场中磁化时，在磁化方向会发生伸长或缩短，当通过线圈的电流变化或者是改变与磁体的距离时其尺寸即发生显著变化的铁磁性材料，通常称为铁磁致伸缩材料。磁致伸缩位移传感器，通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测

2、产品的实际位移值；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。此外,传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。磁致伸缩线性位移/液位传感器的检测机理基于传感器核心检测元件磁致伸缩波导丝与游标磁环间的魏德曼效应。测量时，电子

3、仓中的激励模块在敏磁致伸缩线性位移/液位传感器的检测机理基于传感器核心检测元件一磁致伸缩波导丝与游标磁环间的魏德曼效应。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2830ms）,即可计算出扭转波发生位置与测量基准点间的距离，

4、也即游标磁环在该瞬时相对于测量基准点间的绝对距离，从而实现对游标磁环位置的实时精确测量。2 .磁致伸缩传感器的基本原理：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

5、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绝对值,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。在磁铁的磁场作用下，波导管产生形变。电流脉冲通过波导管产生磁场，这个固定磁场与磁体的磁场相交叠加。叠加处产生一个超音速机械波，机械波沿着波导管向两个方向传播。一部分机械波被阻尼部件吸收，另一部分进入转换器系统形成脉冲信号（起停脉冲）起停脉冲之间的时间差经换算转换成磁块在波导管上的距离值，从而得出当前的位置值。3 ,磁致伸缩位移传感器的结构材质1,测杆结构：刚性测杆结构、外置一体

6、式结构；2,测杆材质：不锈钢316、铝型材；3,测杆耐压：34MPa（位移）；4 .液位：由所选浮子承压决定5 .电子仓外壳：铝合金6 .安装接口：螺纹连接、固定座7 .出线方式：直出电缆线、航空插头8 .防护等级：IP65（可根据要求定制IP67或IP68）4,磁致伸缩位移传感器的产品特点1 .内部非接触式测量；2 .性能价格比高；3 ,多种输出方式可供选择；4 防浪涌、防射频干扰；5 .安装方便；6 高精度、高稳定性、高可靠性；7,使用寿命长；8 .具有输入电源反向极性保护功能；9 .结构精巧、环境适应性强；10 .隔离防爆型（可选）；11 .不需定期标定和维护。5 .磁致伸缩位移传感器的

7、优点：绝对式位置测量非接触式测量（无磨损）支持多位置测量高IP等级6 .磁致伸缩位移传感器的分类:磁致伸缩位移传感器主要分为外置式和内置式二大类。外置式主要应用各种设备的机架安装，用于各部件的定位用。内置式主要应用于液压缸体，检测活塞的移动位置。7 ,磁致伸缩位移传感器的技术参数1 .测量对象：位置、速度（绝对速度），可测量12个位置2 .测量范围：50mm800Omm3 ,零点可调范围：100%F.S4 .输出方式：电流：420mA,最大负载电阻600。电压：0IOVDCO5VDC,最低负载5K。5 .精度：分辨率:采用16BitDA转换，00015%F.S（最小1m）非线性：v0.015%

8、F.S（最小50m）重复精度：v0.002%F.S（最小3um）6 .迟滞:0.002%F.S.7 .温度系数：0.007%F.S.oC8 .更新时间测量范围：v.5msm9 .供电电源：+24VDC10%10 .工作电流：50mAI1工作温度：40+85C12 .储存温度：40+100C13,零点/跨度调整：100%有效行程（最小范围25mm）14 .分辨率：16bit,00015%（最小IOum）15 .线性度：v+0.01%满量程（最小+50Um）16 .重复精度：v+0.001%满量程（最小+2.5Um）17 .滞后：4um18 .刷新周期：0.5ms达至IJ1200mm1.0ms达至

9、IJ2400mm19 .纹波：2.0ms达至J4800mm50ms达至IJ7600mm行程长度20 .速度测量：0.01%满量程21 .范围：0.025ms至IOm/s22 .误差：0.5%23 .分辨率：0.1mms24 .刷新周期：（ms）见位置测量25 .温度系数：30ppMC8 .磁致伸缩位移传感器的伸缩现象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

10、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。磁致伸缩材料主要有三大类：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。它们并没有得到广泛的应用：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20000ppm,它很快得到广泛的应用；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，其绝对式输出很好地解决了断电归零问题

11、，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。来自业内专家的创新性建议由于众多知名专家的加入，团队在产品研发领域始终保持领先地位。这些业界精英代表客户从事各种科研和行业活动，从而更深入地了解客户所面临的挑战并能提出相应的创新解决方案。1系列一个高精度、快速、同步位置控制的智能传感器系列。适合要求高的机械自动化控制应用。输出模式包括：模拟的电压与电流、SSI同步串行数字、DeviceNetCANbusProfibusInterbuS和EtherCAT总线。更可提供位置和速度双输出，以及多重位置同步测量。2系列可编程和内置诊断功能的传感器系列。适合一般的机械自动化应用，输出模式

12、有：模拟的电压与电流、数字的Start/Stop和PWM脉冲。3系列3系列传感器，为用户提供了非常实用的绝对值位移反馈信号，性价比极i0标准输出方式有：模拟的电压与电流以及数字的Start/Stop脉冲等。3系列还能提供多元化的安装方式，最适合机床行业使用。4系列位移传感器提供快速的测量，超强的重复精度和长期稳定的性能，非常适合行走机械中的电液动力系统应用。不只应用在工业车辆上，同时也被大量的应用于农林业机械设备，如翻土机和收割机等。9 .磁致伸缩位移传感器的应用领域：可广泛应用于石油、化工、水利、制药、食品、饮料等行业的各种液罐的液位计量和控制，航天加油系统、汽车加油系统、柴油加油系统及各种

13、液压罐、水文监测、水处理等。磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器。它采用内部非接触的测量方式，由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触，不至于被摩擦、磨损，因而其使用寿命长、环境适应能力强，可靠性高，安全性好，便于系统自动化工作，即使在恶劣的工业环境下（如容易受油溃、尘埃或其他的污染场合），也能正常工作01。此外，它还能承受高温、高压和强振动，现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。它的行程可达3米或更长，标称精度为0.05%F-S,行程1米以上传感器精度可达0.02%F,S,重复性可达0.002%FS,因此它在石油化工，航空航天、电力、水利等行业得到广泛的应用。1,伺服液压油缸活塞位置反馈或预置；2,研磨机械位置反馈或预置；3 .木材加工定位控制；4 .水轮机导叶开度的检测与控制；5 .纸张和塑料薄膜成型；6 .挤注模具机械；7 .吹塑；8 .工程机械；9 .金属成型/剪切冲压；10 .其它机械定位和位移检测；11 .水坝闸门；12 .铸锻机床位移控制；13 .注塑机模板定位与监测；14 .汽轮机气阻阀门开度的检测与控制；15 .玻璃压制；16 .塑料机械改造；17 .气动缸；18 .钢材滚压；19 .食品加工；20 .港口机械；21 .船舶舵机伺服系统；22 .伺服汽缸活塞位置反馈或预置。