磁致伸缩位移传感器的原理

磁致旋转波位移传感器，除位置磁铁外，所有其他元器件都安装在传感器壳体内，组成传感器的主**置磁铁通常装在一个运动部件A上，而传感器主体则装在一个固定的部件B上。

传感器工作时，电子信号和处理系统发给磁致波导钢丝间隔为T的激励脉冲电流ie该脉冲电流将产生一个围绕波导钢丝的旋转磁场。位置磁铁也产生一个固定的磁场。根据Widemanm效应，金属随其瞬间变形产生波导扭曲，使波导钢丝产生磁致弹性伸缩，即形成一个磁致旋转波。磁致旋转波的传播速度为，式中：G为波导管的剪切弹性模量；ρ为波导管密度。

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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

技术参数编辑

11.工作温度:-40～+85℃

12.储存温度:-40～+100℃

13.零点/跨度调整:100%有效行程（**小范围25mm）

14.分辨率:16bit,0.0015%(**小10um)

15.线性度:<+0.01%满量程(**小+50um)

16.重复精度:<+0.001%满量程(**小+2.5um)

17.滞后:<4um

18.刷新周期:0.5ms达到1200mm/1.0ms达到2400mm/

19.纹波:2.0ms达到4800mm/5.0ms达到7600mm行程长度

20.速度测量:<0.01%满量程

21.范围:0.025m/s至10m/s

22.误差:<0.5%

23.分辨率:0.1mm/s

24.刷新周期:（ms）见位置测量

25.温度系数:<30ppm/0C

磁致伸缩位移传感器

Canopen属性：

can接口比较大1MB符合can iso11898标准，专为串行数据传输而设计的。除了通过pdo(进程数据对象)进行有用的数据传输外，canopen协议还支持通过SDO(服务数据对象)实现普遍的监视和诊断功能，SDO可以在安装时通过EDS文件进行配置。

位移传感器输出数据：

位移传感器提供一个自由配置的数据块(pdo)的比较大8个字节

默认情况下，它提供以下数据：

位置(32位整数值)

速度(16位整数值)

4个限制值的状态(1字节)

mxn磁致伸缩位移传感器对应于编码器剖面ds-406/3.1(canopen标准ds-301/3.0)，可以直接连接到现场总线。它们的测量数据被转换成位移比例的，总线支持的传感器输出信号，并直接传输到canopen主机。

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磁致伸缩位移传感器重复性

传感器在正行程和反行程测量各测2次的数据，其中还计算了重复性偏差。根据式（2）可计算出0～80mm满量程的重复性误差指标el=±0.287%.。

（4）传感器其他静态特性

①传感器的分辨力

经过测试系统测试，移动螺旋测微器±0.056mm，传感器LCD显示值改变±0.056mm。

②稳定性

在测试时，将传感器设定在一固定点，然后分别在4h读取数据1次，测得值分别为31.62 mm, 31.56 mm, 31.56nm, 31.62mm。稳定性误差为0.06mm。传感器通、断电几次后在此位置读数，仍旧为31.62，验证了磁致伸缩传感器不受掉电影响。

温度稳定性是指传感器在外界温度变化下输出量发生的变化。测量传感器温度稳定性时，分别在房间温度为15℃和室外温度为1℃测量，读数变化为0.06 m，即温度稳定性误差为0.06 mm。

③测试系统灵敏度

移动螺旋测微器0.05mm，测到传感器LCD屏上变化0.056mm，此测试系统的灵敏度为1.12。

综上，经过实验测得传感器的静态特性，可知传感器的线性度为0.387%，迟滞误差为0.256%，重复性误差为±0.287%,分辨力为0.056mm。磁致伸缩位移传感器的自身精度很高，理论可以达到μm级，实际分辨力只有0.056mm。

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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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