磁致伸縮位移傳感器原理

在鐵磁質(zhì)中磁化方向的改變會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)晶格間距的變化，因而使得鐵磁質(zhì)的長度和體積發(fā)生變化，即：磁致伸縮現(xiàn)象，也稱為威德曼效應(yīng)，其逆效應(yīng)為維拉里效應(yīng)。但并非所有鐵磁物質(zhì)都具有應(yīng)用價(jià)值，只有一些具有很高磁致伸縮性能的新材料才具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

磁致伸縮位移傳感器的原理：利用兩個(gè)不同磁場相交時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號被檢測到的時(shí)間來計(jì)算出磁場相交點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。一個(gè)磁場來自傳感器電子倉的電子部件所產(chǎn)生的脈沖激勵(lì)，該激勵(lì)脈沖產(chǎn)生的磁場沿著傳感器測桿內(nèi)用高磁致伸縮材料制成的波導(dǎo)絲以光速自電子倉端向尾端前進(jìn)，當(dāng)與活動(dòng)的永久磁場（該永磁鐵一般安裝在需要檢測位置的動(dòng)板上）相交時(shí)，由于磁致伸縮現(xiàn)象，波導(dǎo)絲在相交點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)機(jī)械應(yīng)變脈沖，并以聲速從此點(diǎn)經(jīng)波導(dǎo)絲向電子倉端回傳，該應(yīng)變脈沖被電子倉中的檢測電路探測到。因此，從發(fā)射一個(gè)主動(dòng)脈沖波到接收到一個(gè)應(yīng)變脈沖波，這之間的時(shí)間就是聲速在波導(dǎo)絲中傳遞的時(shí)間（此處已忽略了主動(dòng)波運(yùn)行的時(shí)間，實(shí)際影響只有0.0001%），已知聲速（固定量為3000m/s）和傳遞時(shí)間，這一距離就當(dāng)然確定了。當(dāng)永磁鐵運(yùn)動(dòng)至新的位置時(shí)，重新確定上述測量。因此，磁致伸縮位移傳感器具有高精度、高響應(yīng)、低遲滯、高可靠性、非接觸、壽命長、穩(wěn)定性高、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，無須重新標(biāo)定，無須定期維護(hù)，因而被精確測量領(lǐng)域廣泛采用。