高精度磁致伸缩位移传感器工作原理

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

磁悬浮油缸内置位移传感器是专门为液压油缸内置安装所设计，提供高精度（0.01%FS）、直接的位置检测反馈。该系列产品响应频率高、刷新快（2000Hz）、抗干扰、迟滞小（0.5ms）、精度高，适应高速液压运动（10m/s）系统的实时测控，也适应复杂干扰环境（抗变频干扰）。无接触式的特点避免了机械磨损，保证了理论上的无限使用寿命。紧固法兰和测杆由质量不锈钢制造，可以直接伸入高压液压缸内，而不会出现腐蚀。设计采用分体结构，电子仓可以很方便地从法兰上拆卸和更换，可以避免油缸的漏油和泄压，保护了环境，也方便了快速维修。

防护等级IP65可以对于在复杂和恶劣的使用环境中的传感器提供充分的保护。DIN43650通用插接头，普遍使用于设备的液压设备中，非常便于现场的接线安装。

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磁致伸缩位移传感器线性度

测量：在传感器测量整个0～80mm范围内，旋动螺旋测微器分别每隔5mm记一组数据，位置磁铁相应移动，连续取测量数据20组，如图3。

线性度的指标公式为

式中：el为非线性误差（线性度）；△max为比较大非线性***误差；YFS为输出满量程。

从图3可知，采用**小二乘法拟合直线的斜率为0.992，直线方程为Y = 0.15784+0. 992X，因此在0~80 mm范围内的线性度为0.387%。

磁致伸缩位移传感器迟滞

将螺旋测微器在传感器的正反两个方向量程内来回移动，测量范围为0～80mm，测到的数据如图4。其中有正向测量和反向测量数值（每隔5mm测量1次），以及正反方向测量的差值△H。

由迟滞误差公式

式中△Hmax为正反行程输出比较大差值。

从图4知，△Hmax=0.41，而rH=0.256%。

磁致伸缩位移传感器

应用行业：

注塑机械

吹瓶机械

压铸机械

橡胶成型机械

液压及压力设备

压砖机械

标志制作机器

油漆喷雾器

金属与木工机械

汽车与行走机械

17系列输出信号为：

电压0-10V/10-0V双输出（170系列）

电流0-20mA（171系列）

电流20-0mA（172系列）

电流4-20mA（174系列）

电流20-4mA（175系列）

数字Start/Stop开始/停止输出（173系列）

数码CANBus输出（176系列）

数码SSI输出（177系列）

可根据使用情况及PLC接口类型选择适合的输出信号。

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磁致伸缩位移传感器

CARLEN为原装进口德国产品， 17系列磁悬浮式磁致伸缩位移传感器是专为油压缸而设计，耐压外管与六角法兰为100%不锈钢制作，可以直接安装到液压缸内。电子仓部分与耐压外管为模块化设计，即两者可完全分离开。

此设计为在特殊情况下只需拔出电子部分，而耐压外管（不锈钢管）无需和液压缸分离，更无需对液压缸内的油进行放油清空操作，此设计较大提高生产效率，减少重置液压缸的时间。

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。

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开地电子已成为可信赖的磁致伸缩位移传感器解决方案的供应商。高精度磁致伸缩位移传感器工作原理

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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