DTM11-650磁致伸缩位移变送器  

DTM11-650磁致伸缩位移变送器  

    DTM11-650磁致伸缩位移传感器结构及工作原理，以及信号传递采集过程中要注意事项。该传感器适用于自动控制系统中位置检测，能够有效提升自动控制系统的控制精度及系统动作的可靠性1.前言 zui近笔者在消化宝钢由奥钢联引进的COREX 3000设备的过程中，接触到由磁致伸缩位移传感器，用于煤和矿的动态布料器设备中检测驱动油缸的移动位置。通过对该传感器资料的消化和实际的应用，感到这是一种比较*的位置检测器件。这种位置传感器具有：测量精度高、检测分辨率高，达微米级，测量位置信号重复性好，稳定可靠，由于它在测量过程中属于非接触式测量，因此不存在自身磨损或测量误差累积的问题，可以适应各种恶劣的工况条件下使用，输出的信号是数字量的位置的值，因此它不存在零漂，或数值变化的问题，即使断电恢复供电后，它仍能重复原先测量数值，不需要对它进行定期的标定等常规维护工作，使用十分方便，安装也非常简便。目前尽管国内也有相似的产品供应，但大家对它的掌握了解还是比较有限，相关介绍的资料也不是很多，在实际使用中有一些需要引起注意的地方， 2.磁致伸缩位移传感器简介：2.1磁致伸缩位移传感器的一般结构：      该传感器安装于油缸内：它的基本构造如图1所示：      传感器的后部是一个六角形的电子仓室，内装有传感器的电子检测线路板，通过六角形的法兰与油缸座连接，传感器前部是一根能耐受压力的护套管构成的测量杆，管内还有一根保护波导线的支撑管，支撑管内穿有传输时钟脉冲信号的波导线。测量杆整个安装于液压油缸的活塞杆中空的内腔里。在活塞杆外的端部，套着一个与活塞杆同步移动的永磁性的磁环，油缸活塞移动该磁环也随之一起移动，传感器的检测部件即刻将活塞杆当时的位置信号测量数据计算出来，转换成数字量信号发送给变送器。2.2磁致伸缩位移传感器的特点及工作原理介绍：      在仪表及电气控制系统中根据控制对象的工艺要求，往往需要将一些物理量，如工艺参数，设备位置、状态等转换成系统所能控制的电的信号，便于控制或显示其数值。这就是传感器的功能。本文所介绍的利用磁致伸缩原理进行位移量检测的传感器，就属于位置信号转换的检测器件。该传感器所具有的高精度及高可靠性，已被上所广泛认可，并具备成千上万的成功应用的案例。由于本传感器是非接触方式测量，通过检测与液压油缸活塞杆安装成一体的活动磁铁的位移,而该磁铁与传感器的检测部位并无直接接触,因此传感器非常适合在极其恶劣的工业环境下,如易受油渍,溶液,尘埃或其他物质污染的环境下工作,对传感器并不会构成威胁。此外,传感器的工作原理和结构决定了，它更能承受高温,高压和高振动的环境.本传感器输出的信号为值,所以即使电源中断，重新恢复后也不会对先前检测的数据构成任何问题,更无须重新返回零位。另外,由于敏感的检测元件都是非接触的,所以就算感测过程不断重复,也不会对传感器造成任何磨损,根据美国太空署的统计，MTS位移传感器的磁致伸缩敏感元件之平均*时间为23年。（1）.磁致伸缩原理https://www.hbzhan.com/st145604

　　根据材料的物理特性，铁磁性物质的形状在磁化过程中发生弹性形变的现象称之为磁致伸缩。尽管这种磁致伸缩的实际量是非常细微的。一般的铁合金材料仅为30PPM左右,但现在的科学技术已研究出更新的材料物质,可以将磁致伸缩效果提升至1500PPM以上。磁致伸缩的原理并不复杂,它是利用两个不同磁场相交时在铁磁材料上产生的形变，通过磁电转换产生一个应变脉冲信号,通过检测这个应变脉冲信号，然后计算从同步脉冲发出到检测到这个信号所需的时间周期,从而换算出发生磁致伸缩部位的准确位置。这两个磁场一个来自随被检测物体而移动的活动永磁铁,另一个来自由变送器产生的同步时钟脉冲。这个称为“询问信号”的脉冲，也就是时钟脉冲信号，沿著传感器内以磁致伸缩材料制造的波导管以电波的速度传送。当两个磁场相交时,波导管发生磁致伸缩现象,产生一个形变。形成伸展或收缩的形变，由传感器内置的拾音器部件，将这个波动，通过拾音器动圈线圈将这个称为“返回信号”的波动，转换成电脉冲很快便被电子部件的检测电路探测到。从产生同步脉冲信号的一刻到返回信号被探测到所需的时间周期乘以固定的电波传输速度,我们便能精确地计算出，活动磁铁当时所到达的位置及位置变动的数值。这个过程是连续不断的,所以每当活动磁铁被带动，而改变位置时,新的位置很快就会被检测出来。由于系统输出的信号是一个真正的值,而不是比例的或需要再放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更不必像其它位移传感器一样需要定期重新标定。   适用于内置液压油缸安装的磁致伸缩位移传感器，它的外壳采用304L不锈钢压力管，它的zui大测量长度可达7.6米，特殊要求可以达到10米。由于它采用了模块式结构组装而成，因此在现场更换传感元件，允许油缸液压系统不停，直接进行传感器更换作业，这样可以大大减少生产停机的产能损失。(3).磁致伸缩位移传感器的输出信号，接线和信号联接：致伸缩位移传感器的输出信号属于数字量，SSI也就是（serial,synchronized,interface），翻译成中文的意思是串行同步数字输出。它所输出的数字信号有两种格式，一种为格雷码，也就是循环二进制码；还有一种为自然二进制码。通常在要求精确定位的控制系统中，为了提高控制精度，准确测量控制对象的位置十分重要。目前，检测位置的一般办法：一是使用位置传感器，传感器测量到的位移量由变送器经A/D模数转换成数字量送至系统进行进一步处理，变换成标准的电流或电压信号然后再输入控制系统。此方法精度高，但在多路、长距离位置监控系统中，由于其成本昂贵，安装困难，因此并不实用；二是采用光电轴的角编码器进行精确位置控制。光电轴角编码器根据其码盘刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、式以及混合式三种。而式编码器是直接输出数字量的传感器，它是利用自然二进制或循环二进制（格雷码）方式进行光电转换的，编码的设计一般是采用自然二进制码、循环二进制码、二进制补码等。这种编码特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码；抗*力强，没有累积误差；电源切断后位置信息不会丢失，但分辨率是由码盘的二进制位数决定的，根据不同的精度要求，可以选择不同的分辨率即位数。目前有10位、11位、12位、13位、14位或更高位数等多种。本案例的传感器输出二进制数字量达24位，因此分辨率是相当高的，在实际测量中位置测量精度达到2微米。