磁致伸縮位移傳感器工作原理

磁致伸縮位移傳感器又叫磁致伸縮傳感器尺、位移油位液位計(jì)，磁致伸縮位移傳感器憑借著高精度、高可靠性和穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

磁致伸縮位移傳感器定義

磁致伸縮位移（液位）傳感器，通過(guò)內(nèi)部非接觸式的測(cè)控技術(shù)精確地檢測(cè)活動(dòng)磁環(huán)的相對(duì)位置來(lái)測(cè)量被檢測(cè)產(chǎn)品的實(shí)際位移值的；該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬(wàn)的實(shí)際案例中。

磁致伸縮位移傳感器結(jié)構(gòu)

下面以浙達(dá)精益公司生產(chǎn)的TEC磁致伸縮位移傳感器為例，我們來(lái)了解一下磁致伸縮位移傳感器的結(jié)構(gòu)。該傳感器安裝于油缸內(nèi)，它的基本構(gòu)造如下圖:

傳感器的后部是一個(gè)六角形的電子倉(cāng)室，內(nèi)裝有傳感器的電子檢測(cè)線路板，通過(guò)六角形的法蘭與油缸座連接，傳感器前部是一根能耐受壓力的護(hù)套管構(gòu)成的測(cè)量桿，管內(nèi)還有一根保護(hù)波導(dǎo)線的支撐管，支撐管內(nèi)穿有傳輸時(shí)鐘脈沖信號(hào)的波導(dǎo)線。測(cè)量桿整個(gè)安裝于液壓油缸的活塞桿中空的內(nèi)腔里。在活塞桿外的端部，套著一個(gè)與活塞桿同步移動(dòng)的永磁性的磁環(huán)，油缸活塞移動(dòng)該磁環(huán)也隨之一起移動(dòng)，傳感器的檢測(cè)部件即刻將活塞桿當(dāng)時(shí)的位置信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)發(fā)送給變送器。

磁致伸縮位移傳感器工作原理

傳感器的核心包括一條鐵磁材料的測(cè)量感應(yīng)元件，一般被稱為 "波導(dǎo)管"，一個(gè)可以移動(dòng)的永磁鐵，  磁鐵與波導(dǎo)管會(huì)產(chǎn)生一個(gè)縱向向的磁場(chǎng)。每當(dāng)電流脈沖(即 "詢問(wèn)信號(hào)")由傳感器電子頭送出并通過(guò)波導(dǎo)管時(shí)，第二個(gè)磁場(chǎng)便由波導(dǎo)管的徑向方面制造出來(lái)。

當(dāng)這兩個(gè)磁場(chǎng)在波導(dǎo)管相交的瞬間，波導(dǎo)管產(chǎn)生 "磁致伸縮" 現(xiàn)像，一個(gè)應(yīng)變脈沖即時(shí)產(chǎn)生。這個(gè)被稱為 "返回信號(hào)" 的脈沖以超聲的速度從產(chǎn)生點(diǎn)(即位置測(cè)量點(diǎn))運(yùn)行回傳感器電子頭并被檢測(cè)器檢出來(lái)。準(zhǔn)確的磁鐵位置測(cè)量是由傳感器電路的一個(gè)高速計(jì)時(shí)器對(duì)詢問(wèn)信號(hào)發(fā)出到返回信號(hào)到達(dá)的時(shí)間周期探測(cè)而計(jì)算出來(lái)，這個(gè)過(guò)程極為快速與精確無(wú)誤。

磁致伸縮位移傳感器分類

1、磁懸浮位移傳感器

磁懸浮位移傳感器采用非接觸式磁懸浮測(cè)量技術(shù)。此技術(shù)能提供高精準(zhǔn)、直接和相對(duì)值的位移輸出。非接觸式設(shè)計(jì)不但方便安裝，而且能消除所有工作磨損而帶來(lái)的誤差。

2、油缸內(nèi)置式磁致伸縮位移傳感器

磁致伸縮位移傳感器采用非接觸式超聲波測(cè)量技術(shù)。能提供良好的線性和相對(duì)值的位置測(cè)量。

鋁成型外殼能配合兩種形式的持久磁鐵滑塊進(jìn)行非接觸式測(cè)量。

(1)、直接取替電阻式電位器，而無(wú)須機(jī)械修改。

(2)、開(kāi)放式導(dǎo)軌型外殼設(shè)計(jì)能減少因安裝失誤而損壞傳感器。

磁致伸縮位移傳感器特點(diǎn)

1、安裝方便

2、多種輸出方式可供選擇  

3、使用壽命長(zhǎng)  

4、性能價(jià)格比高    

5、結(jié)構(gòu)精巧、環(huán)境適應(yīng)性

6、具有輸入電源反向極性保護(hù)功能

7、高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性

8、防浪涌、防射頻干擾  

9、內(nèi)部非接觸式測(cè)量  

10、不需定期標(biāo)定和維護(hù)

磁致伸縮位移傳感器的應(yīng)用

由于磁致伸縮位移傳感器的產(chǎn)品特點(diǎn)決定它的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，主要可范圍兩大類：

1、磁致伸縮位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域（位移）

(1)、工程機(jī)械

(2)、木材加工定位控制  

(3)、吹塑

(4)、紙張和塑料薄膜成型

(5)、擠注模具機(jī)械

(6)、研磨機(jī)械位置反饋或預(yù)置

(7)、水輪機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度的檢測(cè)與控制

(9)、金屬成型/剪切沖壓

(10)、其它機(jī)械定位和位移檢測(cè)

2、磁致伸縮位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域（液位）

可廣泛應(yīng)用于石油、化工、水利、制藥、食品、飲料等行業(yè)的各種液罐的液位計(jì)量和控制，航天加油系統(tǒng)、汽車加油系統(tǒng)、柴油加油系統(tǒng)及各種液壓罐、水文監(jiān)測(cè)、水處理等。

磁致伸縮位移傳感器使用注意事項(xiàng)

1、調(diào)頻干擾和靜電干擾

調(diào)頻干擾和靜電干擾都有可能讓直線位移傳感器的電子尺的顯示數(shù)字跳動(dòng)的。所以，電子尺的信號(hào)線與設(shè)備的強(qiáng)電線路要分開(kāi)線槽。電子尺必須強(qiáng)制性地接地。信號(hào)線需要使用屏蔽線，而且電箱的一段應(yīng)該跟屏蔽線接地的。如果有高頻干擾的時(shí)候，通常使用萬(wàn)用表的電壓測(cè)量就會(huì)顯示正常，但是顯示數(shù)字就是會(huì)跳動(dòng)不停的；而出現(xiàn)靜電干擾時(shí)，出現(xiàn)的情況也是跟高頻干擾一樣的。

2、傳感器的供電情況

如果位移傳感器供電電源容量不足，就會(huì)造成以下的情況：熔膠的運(yùn)動(dòng)會(huì)使合模電子尺的顯示變換，有波動(dòng)，或者合模的運(yùn)動(dòng)會(huì)使射膠電子尺的顯示波動(dòng)，造成測(cè)量誤差變大。如果電磁閥的驅(qū)動(dòng)電源與直線位移傳感器供電電源共用的時(shí)候，更容易出現(xiàn)這種情況。

3、位移傳感器的接線

直線位移傳感器的三條線是不可以接錯(cuò)的，電源線和輸出線是不可以調(diào)換的。如果上面的線接錯(cuò)的話，就會(huì)出現(xiàn)線性誤差很大的情況，要控制的話是很難的，控制的精度也會(huì)變得很差，而顯示很容易出現(xiàn)跳動(dòng)的現(xiàn)象等等。以上五點(diǎn)情況都是位移傳感器安裝使用時(shí)需要特別注意的。

4、對(duì)中性、平行度以及角度的具體要求

安裝直線位移傳感器的對(duì)中性需要很好，但是平行度可以允許有±0.5mm的誤差，角度可以允許有±12°的誤差。但是如果平行度誤差和角度誤差都是偏大的話，這樣會(huì)出現(xiàn)顯示數(shù)字跳動(dòng)的情況。那么出現(xiàn)這樣的情況的時(shí)候，必須要對(duì)平行度和角度進(jìn)行調(diào)整了。

5、數(shù)據(jù)顯示問(wèn)題

如果出現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)有規(guī)律地跳動(dòng)，或者是沒(méi)有顯示數(shù)據(jù)，技術(shù)人員就需要檢查連接線絕緣是不是出現(xiàn)破損的現(xiàn)象，并且判斷是否跟機(jī)器的外殼很有規(guī)律地接觸而導(dǎo)致的對(duì)地短路。

結(jié)語(yǔ)：我們常說(shuō)傳感器是控制的眼睛，它能檢測(cè)各種高難高精度動(dòng)作要求。也正是因?yàn)橛辛舜胖律炜s位移傳感器，液壓系統(tǒng)才可能實(shí)現(xiàn)非常精確的動(dòng)作控制。磁致伸縮位移傳感器憑借著靈活性好、可靠性高、功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)應(yīng)用于一些工業(yè)，相信在未來(lái)它的技術(shù)將應(yīng)用于更多的工業(yè)領(lǐng)域中。