磁致伸缩位移传感器的应用

　　O 前言

　　1842年Joule发现了磁致伸缩原理，1960年Tellerman申请了磁致伸缩位移传感器的专利。由

　　于磁致伸缩位移传感器具有准确度高、稳定性好、长距离测量等特点，可在冶金、化工、环保等许多行业广泛应用。Temposonics Ⅲ系列磁致伸缩位移传感器具有高准确度和小的更新时间，在高准确度、高响应系统中的应用具有广阔的市场。

　　在液压控制系统的动态测试系统的研制中成功地应用Temposonics Ⅲ系列磁致伸缩位移传感器，使动态测试系统近距离测试时，分辨力为2 um，在100m左右测试时，分辨力为4um。总结出Temposonics Ⅲ系列磁致伸缩位移传感器的软件设计思路。

　　1 磁致伸缩位移传感器

　　磁致伸缩位移传感器是利用Fe或Ni在磁场作用下具有伸缩能力的特性而设计的线性位移传感器。它由活动磁环和具有磁致伸缩性的波导管组成，活动磁环与波导管之间没有直接接触，它利用活动磁环产生的磁场与波导管内固定频率的电流产生的磁场相交，产生应变脉冲，该脉冲以固定速度运行到电子部件的测量头，从电流脉冲的上升沿到感应脉冲的上升沿之间的时间乘以这个固定速度，就是该活动磁环的准确位置。其结构如图1所示。

　　图1 磁致伸缩位移传感器

　　由于磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩波导管与活动磁环不直接接触，因此它在恶劣的工业环境下(如油渍、溶液、尘埃等)也能正常工作，即使在高温、高压和高振荡环境下也一样工作自如。它的输出为绝对值，断电后重新上电无需进行其它处理，它的准确度高，安装方便。

　　Temposonics Ⅲ系列磁致伸缩位移传感器是“智能型”位移传感器，它具有高速度、高可靠性和高精确的数据处理和通信能力，内置电路板中含有微处理器，并采用专利ASIC电路提高分辨力和更新时间，输出读数标准为5um，最高可达2um，准确度及功能已接近光学尺，而其承受强力冲击、振荡及污染则比光学尺强。信号可以以位移和速度输出，并提供多种的数据传输方式，常用的数据信号传输模式有现场总线的CANbus，Devicenet，Profibus输出，SSI(serial synchronous interface)输出，模拟量的电压电流输出等。模拟量的电压电流输出模式的分辨力为16位D／A或0．025mm，而CANbus和SSI模式分辨力标准为5 um，最高可达2 um。SSI(同步串行接口)传输方式推出后，很快被市场接受。该传输方式的输出数字量是24位或25位的二进制数(或格雷码)，它有仅4条通信线(2条数字传输线，2条时钟线)和2条电源线，最长的传输距离可达500 m。

　　2 磁致伸缩位移传感器在液压动态测试系统中的应用