CARLEN卡倫 Profibus DP磁致伸縮位移傳感器原理

磁致伸縮位移傳感器

測量時，電子倉中的激勵模塊在敏感檢測元件（磁致伸縮波導絲）兩端施加一查詢脈沖，該脈沖以光速在波導絲周圍形成周向安培環(huán)形磁場，該環(huán)形磁場與游標磁環(huán)的偏置永磁磁場發(fā)生耦合作用時，會在波導絲的表面形成魏德曼效應扭轉(zhuǎn)應力波，扭轉(zhuǎn)波以聲速由產(chǎn)生點向波導絲的兩端傳播，傳向末端的扭轉(zhuǎn)波被阻尼器件吸收，傳向激勵端的信號則被檢波裝置接收，電子倉中的控制模塊計算出查詢脈沖與接收信號間的時間差，再乘以扭轉(zhuǎn)應力波在波導材料中的傳播速度（約2830m/s），即可計算出扭轉(zhuǎn)波發(fā)生位置與測量基準點間的距離，也即游標磁環(huán)在該瞬時相對于測量基準點間的***距離，從而實現(xiàn)對游標磁環(huán)位置的實時精確測量 [1]  。 開地電子提供西藏地區(qū)磁致伸縮位移傳感器，***產(chǎn)品，非線性校正、高穩(wěn)定長壽命，你值得擁有。CARLEN卡倫 Profibus DP磁致伸縮位移傳感器原理

磁致伸縮位移傳感器重復性

傳感器在正行程和反行程測量各測2次的數(shù)據(jù)，其中還計算了重復性偏差。根據(jù)式（2）可計算出0～80mm滿量程的重復性誤差指標el=±0.287%.。

（4）傳感器其他靜態(tài)特性

①傳感器的分辨力

經(jīng)過測試系統(tǒng)測試，移動螺旋測微器±0.056mm，傳感器LCD顯示值改變±0.056mm。

②穩(wěn)定性

在測試時，將傳感器設定在一固定點，然后分別在4h讀取數(shù)據(jù)1次，測得值分別為31.62 mm, 31.56 mm, 31.56nm, 31.62mm。穩(wěn)定性誤差為0.06mm。傳感器通、斷電幾次后在此位置讀數(shù)，仍舊為31.62，驗證了磁致伸縮傳感器不受掉電影響。

溫度穩(wěn)定性是指傳感器在外界溫度變化下輸出量發(fā)生的變化。測量傳感器溫度穩(wěn)定性時，分別在房間溫度為15℃和室外溫度為1℃測量，讀數(shù)變化為0.06 m，即溫度穩(wěn)定性誤差為0.06 mm。

③測試系統(tǒng)靈敏度

移動螺旋測微器0.05mm，測到傳感器LCD屏上變化0.056mm，此測試系統(tǒng)的靈敏度為1.12。

綜上，經(jīng)過實驗測得傳感器的靜態(tài)特性，可知傳感器的線性度為0.387%，遲滯誤差為0.256%，重復性誤差為±0.287%,分辨力為0.056mm。磁致伸縮位移傳感器的自身精度很高，理論可以達到μm級，實際分辨力只有0.056mm。

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磁致伸縮位移傳感器

監(jiān)視線性運動

在某些情況下，不需要動態(tài)運動控制，但仍必須精確定位機器。與上述動態(tài)閉環(huán)控制方案不同，位置監(jiān)控應用中使用的磁致伸縮位移傳感器不會“閉環(huán)”。換句話說，傳感器在控制加速度，減速度或復雜的運動曲線方面不起作用。取而代之的是，傳感器用于允許將機器沿其行程定位在一個或多個特定位置。位置監(jiān)控應用的一個很好的例子是機械沖壓機，其中磁致伸縮位移傳感器用于設置壓力機的關閉高度。

測量直線運動

***，第三類線性位置反饋應用程序?qū)⒋胖律炜s位移傳感器用作一種電子卷尺。在這些應用中，傳感器用于提供準確的***位置測量。在許多情況下，測量應用涉及生產(chǎn)非常特定尺寸的零件。 能夠進行精確，可重復的位置反饋的磁致伸縮位移傳感器可以很好地滿足要求。測量應用的一個示例可能是用于定尺切割的切割鋸。

CARLEN品牌下的磁致伸縮位移傳感器

磁致伸縮位移傳感器有2種類型，一種是桿狀的，一種是側(cè)面安裝的。2種類型的應環(huán)境不同。

標準測量沖程

50mm步可達1000mm沖程

250mm步可達5000mm沖程（側(cè)桿型）

250mm步可達7600mm沖程（桿狀型）

canopen磁致伸縮位移傳感器的特點：

mxn磁致伸縮位移傳感器對應于編碼器剖面ds-406/3.1(canopen標準ds-301/3.0)，可以直接連接到現(xiàn)場總線。它們的測量數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成位移比例的，總線支持的傳感器輸出信號，并直接傳輸?shù)絚anopen主機。

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磁致伸縮位移傳感器的結(jié)構(gòu)

根據(jù)這個原理，設計了總體的電子信號系統(tǒng)方案來檢測這個磁致旋轉(zhuǎn)波并送人到MCS51微型計算機處理。數(shù)字信號處理系統(tǒng)如圖2所示。

(1)產(chǎn)生一個周期激勵脈沖電流，該脈沖輸入波導鋼絲，以便圍繞波導鋼絲形成一個周期脈沖磁場。該脈沖的周期和寬度應通過微處理器編程來調(diào)節(jié)。為了獲得較強的脈沖磁場，激勵脈沖應具有足夠的能量，即足夠的電流。

3.傳感器性能指標測試及結(jié)果

為了給傳感器系統(tǒng)進行定標，搭建了測試平臺。測試平臺由傳感器主體、位置磁鐵、螺旋測微器、印制電路板、LCD、FDPS-50BA型電源（輸人220V，輸出±15V,5 V)組成。

在搭建的平臺上面對傳感器的性能進行測量，主要包括傳感器的線性度，遲滯和重復性。

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磁致伸縮位移傳感

研制中涉及的關鍵技術有：

（1）大電流周期激發(fā)電路的設計；

（2）微弱信號的檢測、信號的濾波、放大、電壓比較、峰值檢驗波、電壓限幅等一系列電路的設計；

（3）基于單片機的高精度時間量測量。技術要求：測量范圍0～8cm，精度0.1mm。測量范圍不是很大，主要是受到實驗所用波導鋼絲本身長度的限制。

研制編輯

磁致伸縮位移傳感是利用磁致伸縮效應研制的傳感器。該傳感器可以實現(xiàn)非接觸、***式測量，具有高精度、大量程的特點，特別是由于磁鐵和傳感器并無直接接觸，因此傳感器可應用在惡劣的工業(yè)環(huán)境，如易燃、易爆、易揮發(fā)、有腐蝕的場合。此外，傳感器能承受高溫高壓和高振蕩的環(huán)境。傳感器輸出信號為***數(shù)值，所以即使電源中斷重接也不會對數(shù)據(jù)收構(gòu)成問題，更無尖重新調(diào)整零位。由于傳感器組件都是非接觸的，所以即使測量過程理不斷重復的，也不會對傳感器造成任何磨損。

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