磁致伸缩位移传感器设计原理

磁致伸缩位移传感器设计原理

2022-12-26

1、工作原理

磁致伸缩位移传感器工作过程基本上按如下3个环节进行:

(1)转波应变脉冲的产生:当有瞬时电流脉冲通过磁致伸缩波导丝时,将产生一个环形磁场,该环形磁场与永久磁铁的纵向磁场叠加,产生一个螺旋磁场;由于磁致伸缩周向效应,该磁场在一定条件下将引起该波导丝磁化点瞬时扭转形变,而且扭转应变的程度只与周向的波动磁场有关。(2)扭转波的传播:扭转形变采用超声波的形式沿波导丝向两边传播。(3)扭转波的接受:利用逆礅致伸缩效应原理,用线圈把扭转应变转换成电压信号,然后测试线圈的电势值。

2、总体设计原理

根据磁致伸缩位移传感器的测量机理,位移传感器的硬件电路系统包括模拟电路部分和数字电路部分,模拟电路部分包括激励脉冲产生、放大、回波接收和整形等,数字电路模块包括时间间隔测量、温度测量等。

模拟电路包含2个部分,一部分是用来给波导丝提供驱动脉冲的电路。由磁致伸缩位移传感器的测量机理可知,驱动电流脉冲的时间间隔,电流脉冲的波形、脉宽以及电流强度都要有一定的要求。另一部分是对波导丝产生的扭转应力波进行检测,首先通过检测线圈将应力波转换为电脉冲,此电脉冲很弱,只有几毫伏,对此脉冲进行滤波放大后再输入到一个比较器,从比较器输出一定幅值的脉冲信号,最后送脉冲整形电路,输出提供给数字电路部分。数字电路部分在接收到来自模拟电路输出的代表位移的电脉冲之后,送入到时间间隔测量电路计算出时间间隔测量并送入微处理器中,同时温度补偿电路检测到的温度值也送入微处理器,微处理器对时间值进行校正。另外,将结果在数码上进行显示。.