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(cè)量時(shí)，電子倉(cāng)中的激勵(lì)模塊在敏感檢測(cè)元件（磁致伸縮波導(dǎo)絲）兩端施加一查詢脈沖，該脈沖以光速在波導(dǎo)絲周圍形成周向安培環(huán)形磁場(chǎng)，該環(huán)形磁場(chǎng)與游標(biāo)磁環(huán)的偏置永磁磁場(chǎng)發(fā)生耦合作用時(shí)，會(huì)在波導(dǎo)絲的表面形成魏德曼效應(yīng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波，扭轉(zhuǎn)波以聲速由產(chǎn)生點(diǎn)向波導(dǎo)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(lì)端的信號(hào)則被檢波裝置接收，電子倉(cāng)中的控制模塊計(jì)算出查詢脈沖與接收信號(hào)間的時(shí)間差，再乘以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波在波導(dǎo)材料中的傳播速度（約2830m/s），即可計(jì)算出扭轉(zhuǎn)波發(fā)生位置與測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)間的距離，也即游標(biāo)磁環(huán)在該瞬時(shí)相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)間的***距離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)游標(biāo)磁環(huán)位置的實(shí)時(shí)精確測(cè)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(zhǎng)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(fù)性

傳感器在正行程和反行程測(cè)量各測(cè)2次的數(shù)據(jù)，其中還計(jì)算了重復(fù)性偏差。根據(jù)式（2）可計(jì)算出0～80mm滿量程的重復(fù)性誤差指標(biāo)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(guò)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試，移動(dòng)螺旋測(cè)微器±0.056mm，傳感器LCD顯示值改變±0.056mm。

②穩(wěn)定性

在測(cè)試時(shí)，將傳感器設(shè)定在一固定點(diǎn)，然后分別在4h讀取數(shù)據(jù)1次，測(cè)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(yàn)證了磁致伸縮傳感器不受掉電影響。

溫度穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟谕饨鐪囟茸兓螺敵隽堪l(fā)生的變化。測(cè)量傳感器溫度穩(wěn)定性時(shí)，分別在房間溫度為15℃和室外溫度為1℃測(cè)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(cè)試系統(tǒng)靈敏度

移動(dòng)螺旋測(cè)微器0.05mm，測(cè)到傳感器LCD屏上變化0.056mm，此測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度為1.12。

綜上，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(fù)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(dá)到μm級(jí)，實(shí)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(yùn)動(dòng)

在某些情況下，不需要?jiǎng)討B(tài)運(yùn)動(dòng)控制，但仍必須精確定位機(jī)器。與上述動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制方案不同，位置監(jiān)控應(yīng)用中使用的磁致伸縮位移傳感器不會(huì)“閉環(huán)”。換句話說(shuō)，傳感器在控制加速度，減速度或復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)曲線方面不起作用。取而代之的是，傳感器用于允許將機(jī)器沿其行程定位在一個(gè)或多個(gè)特定位置。位置監(jiān)控應(yīng)用的一個(gè)很好的例子是機(jī)械沖壓機(jī)，其中磁致伸縮位移傳感器用于設(shè)置壓力機(jī)的關(guān)閉高度。

測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)

***，第三類線性位置反饋應(yīng)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(yīng)用中，傳感器用于提供準(zhǔn)確的***位置測(cè)量。在許多情況下，測(cè)量應(yīng)用涉及生產(chǎn)非常特定尺寸的零件。 能夠進(jìn)行精確，可重復(fù)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(cè)量應(yīng)用的一個(gè)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(yīng)環(huán)境不同。

標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量沖程

50mm步可達(dá)1000mm沖程

250mm步可達(dá)5000mm沖程（側(cè)桿型）

250mm步可達(dá)7600mm沖程（桿狀型）

canopen磁致伸縮位移傳感器的特點(diǎn)：

mxn磁致伸縮位移傳感器對(duì)應(yīng)于編碼器剖面ds-406/3.1(canopen標(biāo)準(zhǔn)ds-301/3.0)，可以直接連接到現(xiàn)場(chǎng)總線。它們的測(cè)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(hào)，并直接傳輸?shù)絚anopen主機(jī)。

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磁致伸縮位移傳感器的結(jié)構(gòu)

根據(jù)這個(gè)原理，設(shè)計(jì)了總體的電子信號(hào)系統(tǒng)方案來(lái)檢測(cè)這個(gè)磁致旋轉(zhuǎn)波并送人到MCS51微型計(jì)算機(jī)處理。數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)如圖2所示。

(1)產(chǎn)生一個(gè)周期激勵(lì)脈沖電流，該脈沖輸入波導(dǎo)鋼絲，以便圍繞波導(dǎo)鋼絲形成一個(gè)周期脈沖磁場(chǎng)。該脈沖的周期和寬度應(yīng)通過(guò)微處理器編程來(lái)調(diào)節(jié)。為了獲得較強(qiáng)的脈沖磁場(chǎng)，激勵(lì)脈沖應(yīng)具有足夠的能量，即足夠的電流。

3.傳感器性能指標(biāo)測(cè)試及結(jié)果

為了給傳感器系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)，搭建了測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試平臺(tái)由傳感器主體、位置磁鐵、螺旋測(cè)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(tái)上面對(duì)傳感器的性能進(jìn)行測(cè)量，主要包括傳感器的線性度，遲滯和重復(fù)性。

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磁致伸縮位移傳感

研制中涉及的關(guān)鍵技術(shù)有：

（1）大電流周期激發(fā)電路的設(shè)計(jì)；

（2）微弱信號(hào)的檢測(cè)、信號(hào)的濾波、放大、電壓比較、峰值檢驗(yàn)波、電壓限幅等一系列電路的設(shè)計(jì)；

（3）基于單片機(jī)的高精度時(shí)間量測(cè)量。技術(shù)要求：測(cè)量范圍0～8cm，精度0.1mm。測(cè)量范圍不是很大，主要是受到實(shí)驗(yàn)所用波導(dǎo)鋼絲本身長(zhǎng)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(yīng)研制的傳感器。該傳感器可以實(shí)現(xiàn)非接觸、***式測(cè)量，具有高精度、大量程的特點(diǎn)，特別是由于磁鐵和傳感器并無(wú)直接接觸，因此傳感器可應(yīng)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(chǎng)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(hào)為***數(shù)值，所以即使電源中斷重接也不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)收構(gòu)成問(wèn)題，更無(wú)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(cè)量過(guò)程理不斷重復(fù)的，也不會(huì)對(duì)傳感器造成任何磨損。

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