CARLEN卡伦高精度磁致伸缩位移传感器原理

磁致伸缩位移传感器

应用领域

1.伺服液压油缸活塞位置反馈或预置；

2.研磨机械位置反馈或预置；

3.木材加工定位控制；

4.水轮机导叶开度的检测与控制；

5.纸张和塑料薄膜成型；

6.挤注模具机械；

7.吹塑；

8.工程机械；

9.金属成型/剪切冲压；

10.其它机械定位和位移检测；

11.水坝闸门；

12.铸锻机床位移控制；

13.注塑机模板定位与监测；

14.汽轮机气阻阀门开度的检测与控制；

15.玻璃压制；

16.塑料机械改造；

17.气动缸；

18.钢材滚压；

19.食品加工；

20.港口机械；

21.船舶舵机伺服系统；

22.伺服汽缸活塞位置反馈或预置。

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磁致伸缩位移传感器的三个主要应用

**近发现，尽管磁致伸缩位移传感器已在许多行业和应用中使用，但所有这些应用都可分为三大类：控制线性运动，监视线性运动和测量线性运动。

控制直线运动

当我们谈论控制运动时，通常是在谈论某种闭环控制，其中不仅机器的运动部件的位置很重要，而且机器在到达该位置的过程中的行为方式也很重要。在闭环控制应用中，原动机（例如液压缸，气压缸，电动机等）从控制器接收命令以进行加速，减速，停止，倒车等。该磁致伸缩位移传感器负责向控制系统提供准确，动态的位置反馈。当然，用于闭合反馈回路的磁致伸缩位移传感器必须是准确的，但它也必须能够为控制器提供高度动态的位置更新。如果发现附有伺服阀或比例阀的液压缸，液压油中还可能有一个磁致伸缩位移传感器，可向控制器提供关键位置信息。

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开地电子 磁致伸缩位移传感器

结构与材料

RH系列

电子仓  铝合金型材

测杆  不锈钢304或316L

磁环     标准磁环或开口磁环

RP系列

电子仓  铝合金型材

测杆    铝合金

磁铁    滑块磁铁或浮动磁铁

外管压力

安装在液气缸内时为400bar/600bar（峰值）

安装

安装方向

任意方向

螺纹形式

公制M18×1.5，M20×1.5

英制 3/4″-16UNF-3A

电气连接

出线方式

防水接头或航空插头

输入电压

24Vdc(-15～+20%)

极性保护

比较大-30Vdc

超压保护

比较大36Vdc

工作电流

<70mA（随量程大小而变）

模拟输出方式

磁致伸缩位移传感器

技术参数编辑

11.工作温度:-40～+85℃

12.储存温度:-40～+100℃

13.零点/跨度调整:100%有效行程（**小范围25mm）

14.分辨率:16bit,0.0015%(**小10um)

15.线性度:<+0.01%满量程(**小+50um)

16.重复精度:<+0.001%满量程(**小+2.5um)

17.滞后:<4um

18.刷新周期:0.5ms达到1200mm/1.0ms达到2400mm/

19.纹波:2.0ms达到4800mm/5.0ms达到7600mm行程长度

20.速度测量:<0.01%满量程

21.范围:0.025m/s至10m/s

22.误差:<0.5%

23.分辨率:0.1mm/s

24.刷新周期:（ms）见位置测量

25.温度系数:<30ppm/0C

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磁致伸缩位移传感器的原理

从机械上讲，因为是无接触、无磨损的，所以出现故障的机会不多，除非机械损坏，磁环脱落，这从外观就容易判断。如果是装在油缸内部，磁环突然脱落，显示数值将没有变化。如果是停机好久才脱落，开机上电时好像在靠近电子仓端出现了一个磁环，即：正逻辑尺将会出现**小显示数值，负逻辑尺会出现比较大显示数值。如果是可拆卸电子仓式的，可以简单地将电子仓取下，带电用一磁环测试即可。

从电气上讲，是有出现问题的可能。公司为了避免电气出现问题，作了大量工作，如：选择功耗很小的元器件使功率消耗小，如电流消耗只有16mA，实际功率只有不到0.4W，这样就不会使元器件发热、老化和损坏；还有公司，公司通过先进的工艺客服了其它各种问题，产品经严酷的环境测试和机械测试，均符合要求。

应该在一般使用条件和环境中不会出现问题。可能会出现的问题，诸如：数据传输不会运行，软件包未安装成功、接线错误、信号大小方向不对、静电干扰未有效接地、电流型输出不会接线、或原来是了两线的而我们的产品是三线制的 [2]  。

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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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