磁致伸缩位移传感器基本结构是由信号检测系统、波导管、磁致伸缩波导丝以及内含磁铁的浮子组成 , 在某些位移传感器中 , 浮子用磁环代替。
工作时 , 传感头中的脉冲发生器在磁致伸缩波导丝上施加一个电脉冲信号 , 根据电磁场理论 , 此电脉冲同时伴随一个环型磁场以光速沿磁致伸缩波导丝向下传递。当该环形磁场遇到浮子中磁铁产生的纵向磁场时 , 将与之进行矢量叠加 , 形成一个螺旋形的磁场。当磁致伸缩材料所处的磁场发生变化时 , 磁致伸缩材料本身的物理尺寸也会跟着发生变化。因此当合成磁场发生变化形成螺旋形磁场时 , 磁致伸缩波导丝会产生伸缩变形 , 而沿螺旋形磁场的伸缩将导致波导丝产生扭曲形变 , 从而激发扭转波。该扭转波沿波导丝以超声波的形式回传到信号检测系统中的感应线圈时 , 将转换成横向应力 。根据发射脉冲与回波信号的时间差计算活动磁铁的位置 , 从而得到目标位置的位移量。
电流型LVDT位移传感器将物理量转换成4~20mA电流输出,必然要有外电源为其供电。典型的是传感器需要两根电源线,加上两根电流输出线,总共要接4根线,称之为四线制传感器。当然,电流输出可以与电源公用一根线(公用VCC或者GND),可节省一根线,称之为三线制传感器。
其实大家可能注意到, 4-20mA电流本身就可以为传感器供电。传感器在电路中相当于一个特殊的负载,特殊之处在于传感器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。
3、线性误差
位移测量时的误差值,用相对值表示,比如量程5mm的LVDT,线性误差为0.25%,表示测量位移时的误差值5mm×0.25%=1.25um。
4、分辨率
分辨率是指传感器能够测量的变化大小。对于LVDT位移传感器,zui小分辨率zui高可达0.01um,磁尺位移传感器zui高分辩率达1um,数字输出的位移传感器的分辨率为16-Bit。
标题集成化。进行硬件与软件两方面的集成,它包括传感器阵列的集成和多功能、多传感参数的复合传感器(如汽车用的油量、酒精检测和发动机工作性能的复合传感器);传感系统硬件的集成,如信息处理与传感器的集成,传感器--处理单元--识别单元的集成等;硬件与软件的集成;数据集成与融合等。研究与开发特殊环境(指高温、高压、水下、腐蚀和辐射等环境)下的传感器与传感技术系统。这类传感器及传感技术系统常常是我国缺少的一类高新传感技术和产品。对一般工业用途、农业和服务业用的量大面广的传感技术系统,侧重解决提高可靠性、可利用性和大幅度降低成本的问题,以适应工农业与服务业的发展,保证这种低技术产品的市场竞争力和市场份额。改变重研究开发轻应用与改进的局面,实行需求驱动的全过程、全寿命研究开发、生产、使用和改进的系统工程。
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