一种磁致伸缩位移传感器的优化设计方法.pdf

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1、第27卷第9期传感技术学报Vo1．27No．92014年9月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSept．2014AnOptimizationDesignMethodofMagnetostrictiveDisplacementSensorLICongshan，JIANGYinping(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianfin300072，China)Abstract：Themeasurementprincipleofmagneto

2、strictionlineardisplacementsensorisintroduced，onthekeycircuitofthesensorisoptimized．Inthedesignofexcitationpulsegenerator．thispaperproposesalowcost，low—powerandpulsequalityimplementationscheme．Inthedesignoftheechosignalpick-updevice，analyzesthefactorsthataffectpickupthesignal，furth

3、eridentifiedthekeyparameters．Inthedesignoftimingdevice，thispaperproposesasimpleandatthesametimemeettheaccuracyrequirementoftimingplan．Theoptimizedsensorshavegoodstaticcharac’teristicsandtheadvantagesoflowcost，lowpowerconsumptionandmulti-interfaceandSOon．Keywords：magnetostrictive；di

4、splacementsensor；pulsedexcitation；detectioncoilEEACC：7320Wdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2014．09．010一种磁致伸缩位移传感器的优化设计方法李丛珊，姜印平(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：介绍了磁致伸缩直线位移传感器的测量原理，对传感器中的关键电路进行了优化。在激励脉冲发生装置的设计中，提出了一种低成本、低功耗且兼顾脉冲质量的实现方案。在回波信号拾取装置的设计中，确定了其中关键参数。在计时装置的设计中，提出了一种简单同时满足精度要求的计时方案。经

5、过优化的传感器具有很好的静态特性，且具有低成本、低功耗、多接口等优点。关键词：磁致伸缩；位移传感器；激励脉冲；检测线圈中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：1004-1699(2014)09-1202-06磁致伸缩直线位移传感器是利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应及其逆效应实现位移测量的一种非接触式绝对位移传感器。它有非接触、精度高、重复性好、稳定性可靠、环境适应能力强、成本适中等众多优点，被广泛应用于石油、化工、水利、航空等行业的各种罐储的液位测量系统中。国外量程高达18m的线磁致伸缩液位传感器准确度可达到0．025％FS或图1磁致伸缩位移传感器测

6、量原理示意图0．508mm，并且可以同时测量液位、界面和温度等多在磁致伸缩液位传感器波导丝的一端施加一个个参数，形成了系列化产品J。我国在磁致伸缩位移激励脉冲，脉冲沿波导丝向前传播时，有一个环形磁传感器的研究方面与西方国家还有较大差距，但也正场伴随着激励脉冲以光速向前传播。当环形磁在进行积极的探索，并取得了一定进展J。本文对磁场遇到浮子中的永磁体产生的纵向磁场时，将会使致伸缩位移传感器的关键电路进行了优化设计，并对波导丝发生扭变并产生扭转波J。该扭转波以恒优化后传感器的性能进行了分析。定的速率沿着波导丝向两端传播，继续向前传播的扭转波被波导丝一端的阻尼原件吸

7、收，向回传播的1磁致伸缩位移传感器测量原理扭转波会传到接受带材上_4]。根据磁致伸缩逆效图1是磁致伸缩位移传感器的测量原理图。应，缠绕带材的接受线圈中的磁通量会发生变化，从收稿日期：201—05—30修改日期：2014—07—28第9期李丛珊，姜印平：一种磁致伸缩位移传感器的优化设计方法1203而接受线圈中会产感应电动势通过洲弹电路滤机(MCU)，此时计时电路停止汁时并把数值传给波放大处理，将产生感电动势转换为汁时器nf以MC[I、MCU通过计算得到被测液体的准确液位，行识别的电脉冲，计数器通过计算发生激励脉冲f¨接通过I,CD示来、通过4mA～20mA和其

8、他通讯受脉冲之问的时问差t来汁算浮于的位置，从得疗式