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磁懸浮位移傳感器
閱讀�4266時間�2018-09-05 09:54:50

    磁懸�位移傳感�又稱磁致伸縮位移(液位)傳感�,通過�(nèi)部非接觸式的測控技�(shù)精確地檢測活�磁環(huán)的位置來測量被檢測產(chǎn)品的實際位移值的;該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬的實際案例中�
    由于作為確定位置的活動磁�(huán)和敏感元件并無直接接觸,因此傳感器可�(yīng)用在極惡劣的工業(yè)�(huán)境中,不易受油漬、溶液、塵?;蚱渌廴镜挠绊?。此�,傳感器采用了高科技材料和先進的電子處理技�(shù),因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩的�(huán)境中。傳感器輸出信號為位移�,即�電源中斷、重接,�(shù)�(jù)也不會丟�,更無須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的,就算不斷重�(fù)檢測,也不會對傳感器造成任何磨損,可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命�

工作原理

   磁致伸縮位移(液位)傳感�,是利用磁致伸縮原理、通過兩個不同磁場相交產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號來準確地測量位置的。測量元件是一根波�(dǎo)�,波�(dǎo)管內(nèi)的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測量過程是由傳感器的電子室�(nèi)�(chǎn)生電流脈沖,該電流脈沖在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸,從而在波導(dǎo)管外�(chǎn)生一個圓周磁場,�(dāng)該磁場和套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動磁�(huán)�(chǎn)生的磁場相交�,由于磁致伸縮的作用,波�(dǎo)管內(nèi)會產(chǎn)生一個應(yīng)變機械波脈沖信號,這個應(yīng)變機械波脈沖信號以固定的聲音速度傳輸,并很快被電子室所檢測��
   由于這個應(yīng)變機械波脈沖信號在波�(dǎo)管內(nèi)的傳輸時間和活動磁環(huán)與電子室之間的距離成正比,通過測量時間,就可以高度精確地確定這個距�。由于輸出信號是一個真正的�,而不是比例的或放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,更無需定期重標�

�(jié)�(gòu)材質(zhì)

   測桿�(jié)�(gòu):剛性測桿結(jié)�(gòu)、外置一體式�(jié)�(gòu)�
   測桿材質(zhì):不銹� 316、鋁型材
   測桿耐壓:�34MPa(位移);液位:由所選浮子承壓決�
   電子倉外�:鋁合�
   安裝接口:螺紋連接、固定座
   出線方式:直出電纜�、航空插�
   防護等級:IP65(可根據(jù)要求定制 IP67 � IP68�

�(chǎn)品特�

   * �(nèi)部非接觸式測�
   * 性能價格比高
   * 多種輸出方式可供選擇
   * 防浪涌、防射頻干擾* 不需定期標定和維�
   * 安裝方便
   * 高精�、高�(wěn)定性、高可靠�
   * 使用壽命�
   * 具有輸入電源反向極性保護功�
   * �(jié)�(gòu)精巧、環(huán)境適�(yīng)性強
   * 隔離防爆型(可選�

�(yīng)用領(lǐng)�

   * 伺服液壓油缸活塞位置反饋或預(yù)�
   * 研磨機械位置反饋或預(yù)�
   * 木材加工定位控制
   * 水輪機導(dǎo)葉開度的檢測與控�
   * 紙張和塑料薄膜成�
   * 擠注模具機械
   * 吹塑
   * 工程機械
   * 金屬成型/剪切沖壓
   * 其它機械定位和位移檢�
   * 水壩閘門* 伺服汽缸活塞位置反饋或預(yù)�
   * 鑄鍛機床位移控制
   * 注塑機模板定位與�(jiān)�
   * 汽輪機氣阻閥門開度的檢測與控制
   * 玻璃壓制
   * 塑料機械改�
   * 氣動�
   * 鋼材滾壓
   * 食品加工
   * 港口機械
   * 船舶舵機伺服系統(tǒng)

技�(shù)參數(shù)

   測量對象:位置、速度(速度�,可測量1�2個位�
   測量范圍:50 mm�8000mm
   零點可調(diào)范圍:100%F.S
   輸出方式:
   電流:4�20mA,負載電阻 600Ω
   電壓:0�10VDC 0�5VDC,負載>5KΩ
   � �:
   分辨�:采用 16Bit D/A �(zhuǎn)��0.0015%F.S(最�1μm�
   非線�:<±0.015%F.S(最小�50μm�
   重復(fù)精度:<±0.002%F.S(最小�3μm�
   � �:<0.002%F.S.
   溫度系數(shù):<0.007%F.S./�
   更新時間測量范圍:<0.5ms/m
   供電電源:+24VDC±10%
   工作電流:<50m A
   工作溫度:-40�+85�
   儲存溫度:-40�+100�
   零點/跨度�(diào)�:100%有效行程(最小范�25mm�
   分辨�:16bit,0.0015%(最�10um)
   線性度:<+0.01%滿量�(最�+50um)
   重復(fù)精度:<+0.001%滿量�(最�+2.5um)
   � �:<4um
   刷新周期:0.5ms達到1200mm/1.0ms達到2400mm/
   � �:2.0ms達到4800mm/5.0ms達到7600mm行程長度
   速度測量:<0.01%滿量�
   � �:0.025m/s�10m/s
   � �:<0.5%
   分辨�:0.1mm/s
   刷新周期:(ms)見位置測量
   溫度系數(shù):<30ppm/0C

伸縮�(xiàn)�

   大家都知道物�(zhì)有熱脹冷�。除了加熱外,磁場和電場也會�(dǎo)致物體尺寸的伸長和縮�。鐵磁性物�(zhì)在外磁場的作用下,其尺寸伸長(或縮短�,去掉外磁場�,其又恢�(fù)原來的長�,這種�(xiàn)象稱為磁致伸縮現(xiàn)象(或效�(yīng))。此�(xiàn)象的機理是:鐵磁或亞鐵磁材料在居里點以下�(fā)生自�(fā)磁化,形成磁疇。在每個磁疇內(nèi)。晶格都沿磁化強度方向發(fā)生形變。當(dāng)施加外磁場時,材料內(nèi)部隨即取向的磁疇�(fā)生旋�(zhuǎn),是各磁疇的磁化方向趨于一致,物體對外顯示的宏觀效應(yīng)即沿磁場方向伸長或縮短�
   磁致伸縮材料主要有三大類:即:磁致伸縮的金屬與合金和鐵氧體磁致伸縮材�。這兩種稱為傳�(tǒng)磁致伸縮材料。它們并沒有得到廣泛的應(yīng)用:后來人們發(fā)�(xiàn)了電致伸縮材�,其電致伸縮系數(shù)比金屬與合金的大�200~400ppm,它很快得到廣泛的應(yīng)�;第三大類是�(fā)展的稀土金屬間化合物磁致伸縮材�,稱為稀土超磁致伸縮材料。它是可提高一個國家競爭力的材料,�21世紀�(zhàn)略性功能材��

注意事項

   首先是傳感器的供電情�,如果位移傳感器供電電源容量不足,就會造成以下的情況:熔膠的運動會使合模電子尺的顯示變�,有波動,或者合模的運動會使射膠電子尺的顯示波動,造成測量誤差變大。如果電磁閥的驅(qū)動電源與直線位移傳感器供電電源共用的時候,更容易出�(xiàn)這種情況�
   其二是調(diào)頻干擾和靜電干擾的問�,調(diào)頻干擾和靜電干擾都有可能讓直線位移傳感器的電子尺的顯示數(shù)字跳動的。所�,電子尺的信號線與設(shè)備的強電線路要分開線槽。電子尺必須強制性地接地。信號線需要使用屏蔽線,而且電箱的一段應(yīng)該跟屏蔽線接地的。如果有高頻干擾的時�,通常使用萬用表的電壓測量就會顯示正常,但是顯示數(shù)字就是會跳動不停�;而出�(xiàn)靜電干擾�,出�(xiàn)的情況也是跟高頻干擾一樣的。要證明看是否是靜電干擾�,只需用一段電源線把電子尺的封蓋螺絲跟機器上的某一些的金屬短接起來就可以了,只要一短接起來,靜電干擾就會馬上消除掉。但是如果要消除掉高頻干擾就很難用上面的方法�,可以試下暫停高頻干擾源,看顯示�(jié)果會不會更好,以此來判斷是不是高頻干擾的問題�
   其三如果出現(xiàn)顯示�(shù)�(jù)有規(guī)律地跳動,或者是沒有顯示�(shù)�(jù),技�(shù)人員就需要檢查連接線絕緣是不是出現(xiàn)破損的現(xiàn)�,并且判斷是否跟機器的外殼很有規(guī)律地接觸而導(dǎo)致的對地短路�
   其四位移傳感器的對中�、平行度以及角度的具體要求問�,安裝直線位移傳感器的對中性需要很�,但是平行度可以允許有�0.5mm的誤�,角度可以允許有±12°的誤�。但是如果平行度誤差和角度誤差都是偏大的話,這樣會出�(xiàn)顯示�(shù)字跳動的情況。那么出�(xiàn)這樣的情況的時候,必須要對平行度和角度進行�(diào)整了�
   就是位移傳感器接線問題,直線位移傳感器的三條線是不可以接錯的,電源線和輸出線是不可以�(diào)換的。如果上面的線接錯的�,就會出�(xiàn)線性誤差很大的情況,要控制的話是很難的,控制的精度也會變得很差,而顯示很容易出現(xiàn)跳動的現(xiàn)象等�。以上五點情況都是位移傳感器安裝使用時需要特別注意的�

故障處理

   電壓和電流輸出的負載是不一樣的,電壓的負載時要求電阻越大越�,一般不要小�1�000Ω,太小時就相�(dāng)于短路了,會損壞�(chǎn)品;電流的負載是要求電阻越小越好,一般不要大�1�000Ω,太大時就相�(dāng)于開路了,沒有電流流通。所以電流輸出的負載和電壓輸出的負載限制是不一樣的而且一定要注意:電壓輸出時,負載不能短�,否則會使負荷太�,燒毀電路;而電流輸出時,負載不能開路,否則會使負載增加而燒毀電路。這兩點一定要清楚。至于電壓輸出和電流輸出,到了機器上最終的用途還是一樣的,電壓輸出直接用電壓信號,電流信號流過電�,在電阻上有電壓,也是取用電壓信��
   安裝接線:磁致尺對電壓的波動可以接受,可以使�12V�36V的電�,當(dāng)然穩(wěn)定的供電電源還是對產(chǎn)品的精度更有好處,但對靜電還是要采取一些措�。除線路板內(nèi)部采取了很多措施�,傳輸線有屏蔽線(雙重屏蔽:編織�(wǎng)和錫包層,可以抗高、低頻干擾),還有接地端子,必須保證可靠接地(抗靜電干擾�。上述幾項措施缺一不可�
   一般情況下,客戶的�(chǎn)品替換下�,可能了解原來的�(chǎn)品是電流型還是電壓型,但訂了貨卻不知道如何安�。如:原來的電壓型是五線甚至七線�,而我們的四線的(電源+�-、信號線、地線)一般棕色或紅色是直流電源正極,藍色或黑色是負極,可以用萬用表的電壓檔位測可能的正、負極之間的電壓�,如果沒有把�,就可以在可能的正、負極之間接一�1000Ω的電�,再測量電阻之間的電壓�,確認正負極性后,用正極分別去短路剩下的幾根�,同時看電腦顯示是否出現(xiàn)�(wěn)定的�,如果是,再用負極去短路剛才驗證的那根線,同時看電腦顯示是否出現(xiàn)�(wěn)定的最小�,如果是,就是信號線�。這就確定�+�-、和信號線了。如果信號線非常難以確定,上述方法行不�,可能就是該傳感器的電源與電腦的電源沒有共地,沒有共�,就沒有一個基準�,該傳感器的電源相對電腦電源就是浮動電壓�。因此,必須將該傳感器的電源負極與電腦的電源負極短接。上述問題自然解決。這很容易出現(xiàn)在維修設(shè)備的過程�。其它的幾根線不要管,用電工膠綁起即��
   如果是電流型輸出的傳感器,就不能這樣實驗�。因�,電流型輸出負載不能開路,否則,容易過載損壞傳感器。對�,三線制輸出的傳感器,應(yīng)該先在傳感器信號線與負極之間先接一個電�1000Ω短路,以免誤操作時過�。在�(yù)先弄清楚正負極的情況下,接好傳感器的正負極接�,再將信號線分別與其余幾根線短路,看有無�(wěn)定的顯示。如有,可確定信號線的接線。然后在停電的情況下,取下原來短接的那個電�,再接好�,然后才能送電。注意信號線一定不能開��
   對于傳輸距離較長,但是電腦有需要電壓輸出信�,可以選用電流輸出信號進行傳輸,到了電腦邊再將電流信號�(zhuǎn)換成電壓信號,方法很簡單,只需要在輸出與電源負極之間接入一個標準的高品�(zhì)電阻就可��
   由于磁致伸縮位移傳感器的原理,從機械上講,因為是無接�、無磨損的,所以出�(xiàn)故障的機會不�,除非機械損�,磁�(huán)脫落,這從外觀就容易判�。如果是裝在油缸�(nèi)�,磁�(huán)突然脫落,顯示數(shù)值將沒有變化。如果是停機好久才脫�,開機上電時好像在靠近電子倉端出現(xiàn)了一個磁�(huán),即:正邏輯尺將會出�(xiàn)最小顯示數(shù)�,負邏輯尺會出現(xiàn)顯示�(shù)�。如果是可拆卸電子倉式�,可以簡單地將電子倉取�,帶電用一磁環(huán)測試即可。從電氣上講,是有出�(xiàn)問題的可�。公司為了避免電氣出�(xiàn)問題,作了大量工作,如:選擇功耗很小的元器件使功率消耗小,如電流消耗只�16mA,實際功率只有不�0.4W,這樣就不會使元器件發(fā)�、老化和損�;還有公�,公司通過先進的工藝客服了其它各種問�,產(chǎn)品經(jīng)嚴酷的環(huán)境測試和機械測試,均符合要求。應(yīng)該在一般使用條件和�(huán)境中不會出現(xiàn)問題??赡軙霈F(xiàn)的問題,諸如:數(shù)�(jù)傳輸不會運行,軟件包未安裝成�、接線錯誤、信號大小方向不�、靜電干擾未有效接地、電流型輸出不會接線、或原來是了兩線的而我們的�(chǎn)品是三線制的�

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