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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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工作原理编辑

磁致伸缩位移（液位）传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。

由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的***值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。

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磁致伸缩位移传感器的原理

磁致旋转波位移传感器，除位置磁铁外，所有其他元器件都安装在传感器壳体内，组成传感器的主**置磁铁通常装在一个运动部件A上，而传感器主体则装在一个固定的部件B上。

传感器工作时，电子信号和处理系统发给磁致波导钢丝间隔为T的激励脉冲电流ie该脉冲电流将产生一个围绕波导钢丝的旋转磁场。位置磁铁也产生一个固定的磁场。根据Widemanm效应，金属随其瞬间变形产生波导扭曲，使波导钢丝产生磁致弹性伸缩，即形成一个磁致旋转波。磁致旋转波的传播速度为，式中：G为波导管的剪切弹性模量；ρ为波导管密度。

磁致伸缩位移传感器材料主要有三大类：

即：磁致伸缩的金属与合金和铁氧体磁致伸缩材料。这两种称为传统磁致伸缩材料。它们并没有得到普遍的应用：后来人们发现了电致伸缩材料，其电致伸缩系数比金属与合金的大约200~400ppm，它很快得到普遍的应用；第三大类是发展的稀土金属间化合物磁致伸缩材料，称为稀土超磁致伸缩材料。它是可提高一个国家竞争力的材料，是21世纪战略性功能材料。

磁致伸缩位移传感器适用于高温、高压和强振荡等极其恶劣的工况，其***式输出很好地解决了断电归零问题，由于敏感元件都是非接触式、无磨损运行，平均无故障时间长达23年。

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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

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磁致伸缩位移传感器

由于G和ρ均为恒定（对于一定的波导管来说）的，所以传播速度也恒定。经过计算该旋转波沿着波导钢丝以2 800 m/s的速度向两边传播。当它传到波导钢丝一端的波检测器时被转换成电信号ua·通过测量磁致旋转波从位置磁铁传到波检测器的时间tL就能确定位置磁铁和波检测器之间的距离。这样，当部件A和B产生相对运动，通过磁致旋转波位移传感器就可以确定部件A的位置和速度。

在波导钢丝的另一端，磁致旋转波将通过减波元件被较大削弱，以避免反射的波形对测量精度造成影响。波反射器是用于改善电信号ua的波形和加强电信号的大小。

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