资源描述：
《带磁致伸缩位移传感器液压缸》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3期(总第99期)液压气动与密封No.3(SerialNo.99)2003年6月Hyd.Pneum.&SealsJune.,2003带磁致伸缩位移传感器液压缸严金坤(上海交通大学机械工程学院机电控制研究所200030)摘要:本文介绍带磁致伸缩位移传感器液压缸的结构特点。分析说明了磁致伸缩位移传感器的工作原理及性能。关键词:带磁致伸缩位移传感器液压缸;波导;磁场;响应频率中图分类号:TP27文献标识码:B文章编号:10080813(2003)31903引言置。
2、国外派克汉尼汾(PakerHannifin)公司、穆格众所周知,电液伺服控制液压缸系统中,目前经(Moog)公司都开发此种类型液压缸产品。常使用的线位移传感器有电感型、电位计型、电容1带磁致伸缩位移传感器液压缸的主要问题分析型、光栅式、和磁栅式等,它是机电控制技术领域中1.1传感器工作原理非常重要的一种元件,但位移传感器的维护和保养磁致伸缩系指一些金属(例如铁或镍)在磁场作是十分麻烦的,尤其在恶劣环境下,传感器易受油用下具有伸缩能力。磁致伸缩的效果是非常细微的,渍、溶液、尘土或其他的污染。而带磁致伸缩位移传通常铁镍合金是30pp
3、m,目前已研究出更加新型的物感器液压缸反馈装置采用特殊的结构及按装方式,质,可将磁致伸缩的效果提高升至1500ppm以上。它是用非接触测量技术监控活动磁铁和传感器并不图2为工作原理,示明一个基本的敏感元件利用直接接触,抗污染情况良好,并易於维护。即使在恶磁致伸缩波导管来测量移动磁铁的装置,它是利用两劣环境下也可适合应用,它也能承受高温、高压和高个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号,然后计算这振荡的环境。图1所示为一种带磁致伸缩位移传感个信号被探测所需的时间,便能计算出准确位置。两器液压缸的结构图,图中阀块是用作连接电液伺服个磁场一
4、个来自在传感器外面的活动磁铁,另一个则阀的,位移传感器刚性地连接于缸的无杆端,并在空原自传感器内波导管的电流脉冲,电流脉冲是传感器心活塞杆内完成全行程长度,一个永久磁铁与缸的固有电子部件所产生的。当两个磁场相交时所产生活塞连接。当活塞沿行程运动时,该传感器通过利的一个应变脉冲,会以声速运行回电子部件的感测线用磁致伸缩波导管测量存在波导中应变脉冲的发出圈。从产生电流脉冲的一刻到测回应变脉冲所需的与返回的时间间隔能精确地确定活塞(或磁铁)的位时间乘以这个固定速度,就能准确的算出位置的变图1带磁致伸缩位移传感器液压缸结构图收稿日期:20
5、021220作者简介:严金坤,男,教授,上海交通大学机电控制研究所。20液压气动与密封2003年第3期1波导;2磁铁;3磁场相互作用引起波导扭曲;4磁铁磁场参照系;5由发射脉冲沿整个波导产生的磁场;6电子机壳;7传感器元件头部;8传感器元件保护套图2磁致伸缩位移传感器工作原理动。实际上活动磁铁的位置变化是连续不断的,所以2.1传感器的精度及特性当它被移动时新的位置很快就会被感测出来。重复性和分辨率最高可达2m,非线性误差最1.2位
6、置计算高0.02%F.S.,迟滞误差小于4m。由于其重复性位置的计算是非常简单,将所测量的时差乘以极高,一些数字配套系统可利用线性校正系统将非一个传感器传送速度的系数。或者用除以一个传送线性误差降至0.01%F.S.或更低。速度倒置常数。传送速度的倒置常数或称倾斜度,波导管是选用特别材料制成的,温度稳定性极ppm惯例倾斜度印在传感器的标签上。佳。波导管的热度系数为5.4/或更佳。传感例如:时差130.500s,传感器的倾斜度354.器的冲击100g(单一冲击),振荡指标5g/10150Hz。-333010s/mm由于电子部
7、件可探测同一询问脉冲所产生的连续磁时差(s)位置(mm)=-零点的位置(mm)倾斜度(s/mm)130.500=3-114.300354.33010注:114.300mm为零区和死区之和。由于磁铁距离传感器的电子零件越远,音波所需行走时间越长,所以传感器的更新时间与距离成正比。当然,循环电子所需之更新时间也较长。传感器最长更新时间可用下式作精略计算更新时间=(位置+零点位置)倾斜度图3模拟输出方式等价频率响应=1/更新时间举例:一根508mm长的传感器,其更新时间及等价频率响应分别为:-3更新时间=(508+114.3
8、00)354.33010=220.5s-6频率响应=1/220.510=4535Hz传感器的更新频率对电液伺服控制机构的应用非常重要。对一般伺服控制而言500Hz以上便已足够。2磁致伸缩位移传感器性能图4数字式输出方式2
