国外 rs485磁致伸缩位移传感器原理

磁致伸缩位移传感器：

变送器-采用磁致伸缩原理制造的高精度、长行程位置测量的位移变送器。不但可以测量运动物体的直线位移，同时给出运动物体的位置和速度模拟信号或液位信号，根据输出信号的不同，分为模拟式和数字式两种。

1、高精度，高稳定性，高可靠性。

2、非接触式测量，使用寿命长，功耗低。

3、多种输出方式可供选择。

4、具有反向极性保护功能。

5、巡检速度快，响应灵敏度高。

6、能在线诊断，开放性好，实时测量。

7、防雷击、抗射频干扰。

8、安装方便、无需定期标定和维护。

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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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磁致伸缩位移传感器的结构

根据这个原理，设计了总体的电子信号系统方案来检测这个磁致旋转波并送人到MCS51微型计算机处理。数字信号处理系统如图2所示。

(1)产生一个周期激励脉冲电流，该脉冲输入波导钢丝，以便围绕波导钢丝形成一个周期脉冲磁场。该脉冲的周期和宽度应通过微处理器编程来调节。为了获得较强的脉冲磁场，激励脉冲应具有足够的能量，即足够的电流。

3.传感器性能指标测试及结果

为了给传感器系统进行定标，搭建了测试平台。测试平台由传感器主体、位置磁铁、螺旋测微器、印制电路板、LCD、FDPS-50BA型电源（输人220V，输出±15V,5 V)组成。

在搭建的平台上面对传感器的性能进行测量，主要包括传感器的线性度，迟滞和重复性。

磁致伸缩位移传感器

应用领域

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。

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磁致伸缩位移传感器

CARLEN为原装进口德国产品， 17系列磁悬浮式磁致伸缩位移传感器是专为油压缸而设计，耐压外管与六角法兰为100%不锈钢制作，可以直接安装到液压缸内。电子仓部分与耐压外管为模块化设计，即两者可完全分离开。

此设计为在特殊情况下只需拔出电子部分，而耐压外管（不锈钢管）无需和液压缸分离，更无需对液压缸内的油进行放油清空操作，此设计较大提高生产效率，减少重置液压缸的时间。

非接触式设计不但方便安装，而且能消除所有工作磨损而带来的误差。

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磁致伸缩位移传感器的原理

从机械上讲，因为是无接触、无磨损的，所以出现故障的机会不多，除非机械损坏，磁环脱落，这从外观就容易判断。如果是装在油缸内部，磁环突然脱落，显示数值将没有变化。如果是停机好久才脱落，开机上电时好像在靠近电子仓端出现了一个磁环，即：正逻辑尺将会出现**小显示数值，负逻辑尺会出现比较大显示数值。如果是可拆卸电子仓式的，可以简单地将电子仓取下，带电用一磁环测试即可。

从电气上讲，是有出现问题的可能。公司为了避免电气出现问题，作了大量工作，如：选择功耗很小的元器件使功率消耗小，如电流消耗只有16mA，实际功率只有不到0.4W，这样就不会使元器件发热、老化和损坏；还有公司，公司通过先进的工艺客服了其它各种问题，产品经严酷的环境测试和机械测试，均符合要求。

应该在一般使用条件和环境中不会出现问题。可能会出现的问题，诸如：数据传输不会运行，软件包未安装成功、接线错误、信号大小方向不对、静电干扰未有效接地、电流型输出不会接线、或原来是了两线的而我们的产品是三线制的 [2]  。

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