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拉线位移传感器——伸缩位移传感器的工作原理?时钟信号的作用?

发布日期:2021-11-26 作者: 点击:

轧钢厂加热炉使用步进式加热炉,安装在步进梁上的位移传感器负责检测步进梁的位置,分为水平位移传感器和升降位移传感器。位移位移传感器采用伸缩式和拉线式。

伸缩式位移传感器全称:“磁致伸缩位移传感器”。

工作原理: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的测量位置。

内部测量时一根波导管,波导管在位移传感器通电时应在波导管周围产生环形磁场,当固定在位移传感器伸缩杆上的磁环与波导管的磁场相交时产生应变机械波脉冲信号,该脉冲信号被传感器内的电子室检测到,根据波导管产生磁场到检测出机械波没冲信号的时间,便可以计算出高精度的位移量。

时钟信号用于标定位移传感器的位置。时钟信号类似于时钟到某一点时,会发出脉冲信号,而对于位移量,时钟信号用来校准位置。

那下面我们普及一下磁致伸缩原理:

磁致伸缩现象

另外有些物质(多数是金属氧化物)在磁场作用下,其尺寸也伸长(或缩短),去掉外加磁场后又恢复其原来的尺寸,这种现象称为磁致伸缩现象。



拉线位移传感器



纵向磁致伸缩沿磁场方向的伸长和缩短。设在磁感应强度为B0的恒定磁场磁化下相对伸长为ε0=△l/l,则有ε0=aB0/2,式中常数a取决于材料性质。设磁化外磁场为恒定磁场B0和交变磁场B的叠加,而且B<<B0,可以导出相对伸长为ε=βB,式中常数β取决于材料性质及B0,β称为磁致伸缩应变恒量。若用机械方法使材料两端固定,不允许其伸长,则材料内产生的应力为σ=rβ,r为磁致伸缩应力恒量,且r=C11×β,式中C11表示纵向弹性模量。

横向磁致伸缩与磁场垂直方向的伸长和缩短。产生纵向磁致伸缩的同时,常伴随着较小的横向伸缩。

磁致伸缩扭转利用磁致伸缩效应可以产生扭转振动。其方法是使圆柱形材料产生纵向磁致伸缩的同时,再加上围绕圆柱轴线的环形交变磁场。

由于磁致伸缩材料在磁场作用下,其长度发生变化,可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短,从而产生振动或声波,这种材料可将电磁能(或电磁信息)转换成机械能或声能(或机械位移信息或声信息),相反也可以将机械能(或机械位移与信息)。转换成电磁能(或电磁信息),它是重要的能量与信息转换功能材料。它在声纳的水声换能器技术,电声换能器技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术、阀门、泵、波动采油等高技术领域有广泛的应用前景。


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