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閱讀：76發(fā)布時(shí)間：2025-10-29
磁致伸縮位移傳感器是根據(jù)磁致伸縮效應(yīng)和磁致伸縮逆效應(yīng)原理，通過(guò)測(cè)激勵(lì)脈沖和應(yīng)變回波信號(hào)之間的時(shí)間間隔獲得位移值的傳感器。具體測(cè)量過(guò)程為在波導(dǎo)絲的一端施加一個(gè)激勵(lì)脈沖，脈沖則沿波導(dǎo)絲向前傳播，根據(jù)電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換理論，會(huì)有一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)伴隨著激勵(lì)脈沖以光速向前傳播。當(dāng)環(huán)形磁場(chǎng)遇到浮子中的永磁體產(chǎn)生的縱向磁場(chǎng)時(shí)，將會(huì)使波導(dǎo)絲發(fā)生扭變并產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波。該扭轉(zhuǎn)波以恒定的速率沿著波導(dǎo)絲向兩端傳播，繼續(xù)向前傳播的扭轉(zhuǎn)波被波導(dǎo)絲一端的阻尼原件吸收，向回傳播的扭轉(zhuǎn)波會(huì)傳到接受帶材上，根據(jù)磁致伸縮逆效應(yīng)，纏繞帶材的接受線圈中的磁通量會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電信號(hào)。然后在通過(guò)調(diào)理電路濾波放大處理，將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為計(jì)時(shí)器可以識(shí)別的電脈沖，然后計(jì)數(shù)器通過(guò)計(jì)算發(fā)生激勵(lì)脈沖和接受脈沖之間的時(shí)間差來(lái)計(jì)算浮子的位置，從而得到當(dāng)前被測(cè)體的液位。
研制中涉及的關(guān)鍵技術(shù)有：
?。?）窄脈寬高幅值激勵(lì)脈沖裝置的設(shè)計(jì)。
?。?）微弱回波信號(hào)的檢測(cè)、放大、濾波、比較電路的設(shè)計(jì)。
?。?）高精度計(jì)時(shí)裝置的設(shè)計(jì)。
?。?）軟件濾波算法的設(shè)計(jì)。
德敏哲 磁懸浮滑塊 18系列 磁致伸縮位移傳感器
磁致伸縮位移傳感器首先在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家開始進(jìn)行研究。1960 年，Jack Tellerman 申請(qǐng)了磁致伸縮位移傳感器的，創(chuàng)辦了 Tmposonics Inc公司。隨后磁致伸縮位移傳感器技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)，并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、新材料技術(shù)等快速發(fā)展，在 1980 年左右，國(guó)外開始投入大量的人力和物力對(duì)磁致伸縮位移傳感器進(jìn)行研究。例如，美國(guó) MTS 公司、美國(guó)的艾奧瓦州州立大學(xué)、日本的東芝公司、英國(guó)的 Johnson Matthey、瑞典的 Feredyn AB 公司、德國(guó)的 Hellwing 公司等都是其中的代表，其中美國(guó)的 MTS 公司做的磁致伸縮液位計(jì)在精度、量程、可靠性、智能化方面做的都處在了水平。
但是國(guó)外的傳感器在國(guó)內(nèi)的售價(jià)都比較高，所以我國(guó)從 1990 年左右，開始對(duì)磁致伸縮位移傳感器進(jìn)行開展研究工作。經(jīng)過(guò)多年高校和企業(yè)的不斷努力，國(guó)內(nèi)的磁致伸縮位移傳感器有了很大的進(jìn)步，在某些技術(shù)方面有所突破，例如，北京航空制造工程研究所的游江通等人設(shè)計(jì)了一種寬帶窄脈沖的發(fā)生裝置，雖然是用在超聲波的測(cè)量系統(tǒng)中，但是也給磁致伸縮位移測(cè)量系統(tǒng)提供了很好的思路；北京航空航天大學(xué)的孫可等人、南京理工大學(xué)張嵐等人都對(duì)磁致伸縮位移傳感器的激勵(lì)脈沖和回波拾取信號(hào)裝置提供理論的依據(jù)；深圳市博爾森科技有限公司生產(chǎn)的磁致伸縮位移傳感器在精度和量程等指標(biāo)都已取得的很高的水平。但是從總體大多數(shù)來(lái)看國(guó)內(nèi)制作的傳感器無(wú)論是精度、還是量程方面都和國(guó)外的傳感器有一定的差距，傳感器用到的磁致伸縮材料-波導(dǎo)絲的研究工作做得還比較少?？傊畤?guó)內(nèi)的磁致伸縮位移傳感器的研究還需要投入更多的力量和精力，來(lái)縮短和國(guó)外水平之間的差距。
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