磁致伸缩位移传感器工作原理及应用

在之前文章中，皮卡中国小编与大家分享了加速度传感器、温度传感器、凸轴位置传感器等知识，今天小编将介绍另一款传感器—磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器凭借着高精度、高可靠性和稳定性广泛应用于各个领域，它的工作原理是什么，它又有着怎样的特点呢？话不多说，马上进入今天的文章。

磁致伸缩位移传感器定义

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。

磁致伸缩位移传感器结构

下面以美国MTS公司生产的RH-M-0290-M-E02-1-S2-G61-02磁致伸缩位移传感器为例，我们来了解一下磁致伸缩位移传感器的结构。该传感器安装于油缸内，它的基本构造如下图:

传感器的后部是一个六角形的电子仓室，内装有传感器的电子检测线路板，通过六角形的法兰与油缸座连接，传感器前部是一根能耐受压力的护套管构成的测量杆，管内还有一根保护波导线的支撑管，支撑管内穿有传输时钟脉冲信号的波导线。测量杆整个安装于液压油缸的活塞杆中空的内腔里。在活塞杆外的端部，套着一个与活塞杆同步移动的永磁性的磁环，油缸活塞移动该磁环也随之一起移动，传感器的检测部件即刻将活塞杆当时的位置信号测量数据计算出来，转换成数字量信号发送给变送器。

磁致伸缩位移传感器工作原理

传感器的核心包括一条铁磁材料的测量感应元件，一般被称为 "波导管"，一个可以移动的永磁铁，  磁铁与波导管会产生一个纵向向的磁场。每当电流脉冲(即 "询问信号")由传感器电子头送出并通过波导管时，第二个磁场便由波导管的径向方面制造出来。

当这两个磁场在波导管相交的瞬间，波导管产生 "磁致伸缩" 现像，一个应变脉冲即时产生。这个被称为 "返回信号" 的脉冲以超声的速度从产生点(即位置测量点)运行回传感器电子头并被检测器检出来。准确的磁铁位置测量是由传感器电路的一个高速计时器对询问信号发出到返回信号到达的时间周期探测而计算出来，这个过程极为快速与精确无误。

磁致伸缩位移传感器分类

1、磁悬浮位移传感器

磁悬浮位移传感器采用非接触式磁悬浮测量技术。此技术能提供高精準、直接和绝对值的位移输出。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。

2、油缸内置式磁致伸缩位移传感器

磁致伸缩位移传感器采用非接触式超声波测量技术。能提供最佳的线性和绝对值的位置测量。

铝成型外壳能配合两种形式的永久磁铁滑块进行非接触式测量。

(1)、直接取替电阻式电位器，而无须机械修改。

(2)、开放式导轨型外壳设计能减少因安装失误而损坏传感器。

磁致伸缩位移传感器特点

1、安装方便 原文地址：http://www.pikacn.com/news/20155/2795.html

2、多种输出方式可供选择  

3、使用寿命长  

4、性能价格比高    

5、结构精巧、环境适应性

6、具有输入电源反向极性保护功能

7、高精度、高稳定性、高可靠性

8、防浪涌、防射频干扰  

9、内部非接触式测量  

10、不需定期标定和维护

磁致伸缩位移传感器的应用

由于磁致伸缩位移传感器的产品特点决定它的应用领域较为广泛，主要可范围两大类：

1、磁致伸缩位移传感器的应用领域（位移）

(1)、工程机械

(2)、木材加工定位控制  

(3)、吹塑

(4)、纸张和塑料薄膜成型

(5)、挤注模具机械

(6)、研磨机械位置反馈或预置

(7)、水轮机导叶开度的检测与控制

(9)、金属成型/剪切冲压

(10)、其它机械定位和位移检测

2、磁致伸缩位移传感器的应用领域（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使用注意事项

1、调频干扰和静电干扰

调频干扰和静电干扰都有可能让直线位移传感器的电子尺的显示数字跳动的。所以，电子尺的信号线与设备的强电线路要分开线槽。电子尺必须强制性地接地。信号线需要使用屏蔽线，而且电箱的一段应该跟屏蔽线接地的。如果有高频干扰的时候，通常使用万用表的电压测量就会显示正常，但是显示数字就是会跳动不停的；而出现静电干扰时，出现的情况也是跟高频干扰一样的。

2、传感器的供电情况

如果位移传感器供电电源容量不足，就会造成以下的情况：熔胶的运动会使合模电子尺的显示变换，有波动，或者合模的运动会使射胶电子尺的显示波动，造成测量误差变大。如果电磁阀的驱动电源与直线位移传感器供电电源共用的时候，更容易出现这种情况。

3、位移传感器的接线

直线位移传感器的三条线是不可以接错的，电源线和输出线是不可以调换的。如果上面的线接错的话，就会出现线性误差很大的情况，要控制的话是很难的，控制的精度也会变得很差，而显示很容易出现跳动的现象等等。以上五点情况都是位移传感器安装使用时需要特别注意的。

4、对中性、平行度以及角度的具体要求

安装直线位移传感器的对中性需要很好，但是平行度可以允许有±0.5mm的误差，角度可以允许有±12°的误差。但是如果平行度误差和角度误差都是偏大的话，这样会出现显示数字跳动的情况。那么出现这样的情况的时候，必须要对平行度和角度进行调整了。

5、数据显示问题

如果出现显示数据有规律地跳动，或者是没有显示数据，技术人员就需要检查连接线绝缘是不是出现破损的现象，并且判断是否跟机器的外壳很有规律地接触而导致的对地短路。

结语：我们常说传感器是控制的眼睛，它能检测各种高难高精度动作要求。也正是因为有了磁致伸缩位移传感器，液压系统才可能实现非常精确的动作控制。磁致伸缩位移传感器凭借着灵活性好、可靠性高、功能强大的优点，已经应用于一些工业，相信在未来它的技术将应用于更多的工业领域中。

拓展内容：

加速度传感器

凸轮轴位置传感器

温度传感器

压力传感器