磁致伸缩位移传感器
技术参数编辑
1.测量对象:位置、速度(***速度),可测量1~2个位置
2.测量范围:50 mm~8000mm
3.零点可调范围:100%F.S
4.输出方式:
电流:4~20mA,最大负载电阻 600Ω
电压:0~10VDC 0~5VDC,比较低负载>5KΩ
5.精 度:
分辨率:采用 16Bit D/A 转换,0.0015%F.S(Z小1μm)
非线性:<±0.015%F.S(Z小±50μm)
重复精度:<±0.002%F.S(Z小±3μm)
6.迟滞:<0.002%F.S.
7.温度系数:<0.007%F.S./℃
8.更新时间测量范围:<0.5ms/m
9.供电电源:+24VDC±10%
10.工作电流:<50m A
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磁致伸缩位移传感器工作原理
传感器的**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。
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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] 。
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
注意事项编辑
首先是磁致伸缩位移传感器的供电情况,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。
其二是调频干扰和静电干扰的问题,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。
要证明看是否是静电干扰时,只需用一段电源线把电子尺的封盖螺丝跟机器上的某一些的金属短接起来就可以了,只要一短接起来,静电干扰就会马上消除掉。但是如果要消除掉高频干扰就很难用上面的方法了,可以试下暂停高频干扰源,看显示结果会不会更好,以此来判断是不是高频干扰的问题。
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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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