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非接触式磁致伸缩位移传感器

发布日期:2020-11-27 02:11

  位移传感器又称线性传感器,用于测量物体运动的位移。目前国际上技术水平较高的是德国、美国等发达国家,这些国家的产品具有高灵敏度,技术含量也较高。但是国内用户使用时存在维修难度大、价格昂贵等问题。国内的位移传感器制造水平有限,使用时也存在一定的问题。目前的位移传感器多采用接触式测量的测量方式,接触式测量需要测量介质直接与被测物体接触,长期使用存在自身磨损或测量误差累积的问题,需要经常更换零部件和维护,测量精度也有限。

  本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量精度高、寿命长、适用性强的磁致伸缩位移传感器。

  该磁致伸缩位移传感器采用非接触式测量,利用测量杆内的波导丝通电后产生的第一磁场与测量杆外的磁块具有的第二磁场间的磁致伸缩效应使波导丝产生一个应变机械脉冲信号,检测模块检测到这个应变机械脉冲信号之后将应变机械脉冲信号送至转换模块,转换模块和信号处理模块将应变机械脉冲信号转换成电信号,并通过输出模块输出。该传感器有如下几点优势:

  输出的信号是由应变机械脉冲信号转换而来的物体位移的实际值,而不是成比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重新标定零点和刻度。

  避免了测量时容易出现误差的环节,提高了测量精度。整个测量过程中作为测量介质的波导丝始终位于封闭的测量杆内,不与外界接触,因此本装置可以在较为恶劣的工作环境下进行测量工作,适用性较强。同时波导丝不与外界接触,也不会有任何的磨损和消耗,可以省去后期的维护和更换零件的操作,延长设备的使用寿命。

  如图1所示,磁致伸缩位移传感器包括电子仓4和磁环6,电子仓4上部设置有输出端子3,电子仓4内部设置有线、信号处理模块12和输出模块13。其中检测模块10的输出端与转换模块11的输入端相连,转换模块11的输出端与信号处理模块12的出入端相连,信号处理模块12的输出端与输出模块13的输入端相连,输出模块13的输出端与输出端子3相连。信号发射模块9用于发出电流脉冲信号;检测模块10用于检测应变机械脉冲信号;转换模块11和信号处理模块12用于将应变机械脉冲信号转化成位移电信号;输出模块13用于输出位移电信号。

  如图1所示,电子仓4下端与测量杆5的上端相连,测量杆5的下端封闭。测量杆5内部沿其长度方向设置有波导丝7,波导丝7上端与电子仓4内的信号发射模块9的输出端相连,用于接收信号发射模块9发出的电流脉冲信号,并发出环形的第一磁场。波导丝7选用磁致伸缩材料。靠近电子仓4一侧的测量杆5外侧设置有连接螺纹2,用于在工作时与固定件连接,将磁致伸缩位移传感器位置固定。乐橙磁环6的内径大于测量杆5外径。磁环6表面加工有连接孔1,用于与待测物固定连接,工作时磁环6位于测量杆5外侧并随待测物运动。磁环6本身具有第二磁场,当磁环6上下运动时,第二磁场与第一磁场之间可以产生磁致伸缩效应使波导丝7中产生应变机械脉冲信号。

  如图2所示,磁致伸缩位移传感器的工作原理如下:测量前,先将待测物与磁环6上的连接孔I固定连接,将固定件与连接螺纹2连接,并将磁环6套在测量杆5外侧。同时信号发射模块9不断发射电流脉冲信号,使波导丝7不断向外发射环形的第一磁场,第一磁场和第二磁场相交。测量时,待测物带动磁环6产生一段位移,磁环6本身具有的第二磁场与第一磁场由于磁致伸缩效应将会在波导丝7上产生一个应变机械脉冲信号,该应变机械脉冲信号被检测模块10检测到,并传送到转换模块11,转换模块11和信号处理模块12将应变机械脉冲信号转化成位移电信号,最终由输出模块13通过输出端子3连接相应的显示设备进行显示。返回搜狐,查看更多