磁致伸缩位移传感器

磁致伸缩位移传感器研究报告

概述

磁致伸缩位移（液位）传感器，通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。

由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。

工作原理

磁致伸缩位移（液位）传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。

由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值,而不是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,更无需定期重标。

技术参数

测量对象:位置、速度（绝对速度），可测量1～2个位置

测量范围:50 mm～8000mm

零点可调范围:100%F.S

输出方式:

电流:4～20mA,最大负载电阻600Ω

电压:0～10VDC 0～5VDC,最低负载>5KΩ

精度:

分辨率:采用 16Bit D/A 转换，0.0015%F.S（最小1μm）非线性:<±0.015%F.S（最小±50μm）

重复精度:<±0.002%F.S（最小±3μm）

迟滞:<0.002%F.S.

温度系数:<0.007%F.S./℃

更新时间测量范围:<0.5ms/m

供电电源:+24VDC±10%

工作电流:<50m A

工作温度:-40～+85℃

储存温度:-40～+100℃

零点/跨度调整:100%有效行程（最小范围25mm）

分辨率:16bit,0.0015%(最小10um)

线性度:<+0.01%满量程(最小+50um)

重复精度:<+0.001%满量程(最小+2.5um)

滞后:<4um

刷新周期:0.5ms达到1200mm/1.0ms达到2400mm/

纹波:2.0ms达到4800mm/5.0ms达到7600mm行程长度

速度测量:<0.01%满量程

范围:0.025m/s至10m/s

误差:<0.5%

分辨率:0.1mm/s

刷新周期:（ms）见位置测量

温度系数:<30ppm/0C

结构材质

测杆结构:刚性测杆结构、外置一体式结构；

测杆材质:不锈钢 316、铝型材

测杆耐压:≤34MPa（位移）；液位：由所选浮子承压决定电子仓外壳:铝合金

安装接口:螺纹连接、固定座

出线方式:直出电缆线、航空插头

防护等级:IP65（可根据要求定制 IP67 或 IP68）

产品特点及应用领域

产品特点

* 内部非接触式测量

* 性能价格比高

* 多种输出方式可供选择

* 防浪涌、防射频干扰

磁致伸缩的工作原理图* 不需定期标定和维护

* 安装方便

* 高精度、高稳定性、高可靠性

* 使用寿命长

* 具有输入电源反向极性保护功能

* 结构精巧、环境适应性强

* 隔离防爆型（可选）

应用领域（位移）

* 伺服液压油缸活塞位置反馈或预置

* 研磨机械位置反馈或预置

* 木材加工定位控制

磁致伸缩位移传感器(4张)

* 水轮机导叶开度的检测与控制

* 纸张和塑料薄膜成型

* 挤注模具机械

* 吹塑

* 工程机械

* 金属成型/剪切冲压

* 其它机械定位和位移检测

* 水坝闸门* 伺服汽缸活塞位置反馈或预置

* 铸锻机床位移控制

* 注塑机模板定位与监测

* 汽轮机气阻阀门开度的检测与控制

* 玻璃压制

* 塑料机械改造

* 气动缸

* 钢材滚压

* 食品加工

* 港口机械

* 船舶舵机伺服系统

应用领域（液位）

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、长行程绝对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、水利等行业得到广泛的应用。

磁致伸缩现象和磁致伸缩材料

大家都知道物质有热胀冷缩的现在。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。