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磁致伸缩位移传感器   

伸缩现象编辑

大家都知道物质有热胀冷缩。除了加热外，磁场和电场也会导致物体尺寸的伸长和缩短。铁磁性物质在外磁场的作用下，其尺寸伸长（或缩短），去掉外磁场后，其又恢复原来的长度，这种现象称为磁致伸缩现象（或效应）。此现象的机理是：铁磁或亚铁磁材料在居里点以下发生自发磁化，形成磁畴。

在每个磁畴内。晶格都沿磁化强度方向发生形变。当施加外磁场时，材料内部随即取向的磁畴发生旋转，是各磁畴的磁化方向趋于一致，物体对外显示的宏观效应即沿磁场方向伸长或缩短。

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磁致伸缩位移传感器  应用领域

可广泛应用于石油、化工、水利、制药、食品、饮料等行业的各种液罐的液位计量和控制，航天加油系统、汽车加油系统、柴油加油系统及各种液压罐、水文监测、水处理等。

磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程***位置测量的位移传感器。它采用内部非接触的测量方式，由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触，不至于被摩擦、磨损，因而其使用寿命长、环境适应能力强，可靠性高，安全性好，便于系统自动化工作，即使在恶劣的工业环境下(如容易受油溃、尘埃或其他的污染场合)，也能正常工作[01]。此外，它还能承受高温、高压和强振动，现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。它的行程可达3米或更长，标称精度为0.05% F·S，行程1米以上传感器精度可达0.02% F，S,重复性可达0.002% F·S，因此它在石油化工，航空航天、电力、水利等行业得到普遍的应用。

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磁致伸缩位移传感器

是采用非接触式磁致伸缩测量技术，此技术能提供准确、直接值的位移输出。17系列是专为液压缸而设计，耐压外管与六角法兰为不锈钢制造，可以直接安装进液压缸里。电子部分与耐压外管为模块化组装设计，即两者可完全分离。在特殊情况下，只需拔出电子部分进行校准，而耐压外管无需与液压缸分离。此设计减少重置液压缸时，较大提高生产效率。

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。铝成型外壳符合IP67标准（需要配合正确的接头），保证能工作于苛刻和尘埃污染的环境。提供灵活和简易的安装方式，适合一般液压机械使用。总括而言，17系列磁悬浮式磁致伸缩位移传感器坚固耐用，是要求严格的工业环境中理想选择。

磁致伸缩位移传感器材料主要有三大类：

即：磁致伸缩的金属与合金和铁氧体磁致伸缩材料。这两种称为传统磁致伸缩材料。它们并没有得到普遍的应用：后来人们发现了电致伸缩材料，其电致伸缩系数比金属与合金的大约200~400ppm，它很快得到普遍的应用；第三大类是发展的稀土金属间化合物磁致伸缩材料，称为稀土超磁致伸缩材料。它是可提高一个国家竞争力的材料，是21世纪战略性功能材料。

磁致伸缩位移传感器适用于高温、高压和强振荡等极其恶劣的工况，其***式输出很好地解决了断电归零问题，由于敏感元件都是非接触式、无磨损运行，平均无故障时间长达23年。

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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。

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磁致伸缩位移传感器

可提供多种不同的输出信号类型，以适应各种应用需求和控制架构。让我们看一下线性磁致伸缩位移传感器的三种常见的输出信号类型。1）模拟，2）基于时间的数字和3）串行数字，并讨论每种方法的优缺点。

模拟量工业自动化中使用的绝大多数磁致伸缩位移传感器都是模拟量输出。通常，模拟输出传感器以DC电压或DC电流的形式提供输出。公共电压输出范围包括0至10 Vdc和-10至+10 Vdc。公共电流输出范围包括0至20 mA和4至20 mA。

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