MTS R系列V RP5傳感器基于磁致伸縮效應(yīng),通過(guò)非接觸式測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度位移檢測(cè),其工作原理可分為以下核心步驟:
1. 電流脈沖激發(fā)環(huán)形磁場(chǎng)
傳感器電子倉(cāng)內(nèi)的激勵(lì)模塊產(chǎn)生短電流脈沖(1-3μs),沿波導(dǎo)管(由鐵磁材料制成)傳輸。
電流脈沖在波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生環(huán)形磁場(chǎng),該磁場(chǎng)與固定在被測(cè)物體上的活動(dòng)磁環(huán)的磁場(chǎng)相互作用。
2. 維德曼效應(yīng)觸發(fā)應(yīng)變波
當(dāng)電流脈沖的磁場(chǎng)與活動(dòng)磁環(huán)的磁場(chǎng)相交時(shí),由于磁致伸縮效應(yīng)(維德曼效應(yīng)),波導(dǎo)管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)機(jī)械波(應(yīng)變脈沖)。
這一過(guò)程將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械波能量,實(shí)現(xiàn)非接觸式位移觸發(fā)。
3. 應(yīng)變波傳播與信號(hào)轉(zhuǎn)換
應(yīng)變波以聲速(約2850m/s)沿波導(dǎo)管雙向傳播(向起始端和末端)。
波導(dǎo)管起始端的信號(hào)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)應(yīng)變波,將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
4. 時(shí)間差測(cè)量與位置計(jì)算
通過(guò)測(cè)量電流脈沖發(fā)射到應(yīng)變波接收的時(shí)間差,結(jié)合已知聲速,精確計(jì)算活動(dòng)磁環(huán)的絕對(duì)位置(位移值)。
公式:位移值 = 聲速 × 時(shí)間差 / 2(因波雙向傳播需除以2)。
5. 關(guān)鍵技術(shù)特性
無(wú)磨損設(shè)計(jì):活動(dòng)磁環(huán)與波導(dǎo)管無(wú)物理接觸,避免機(jī)械磨損,壽命超過(guò)1億次循環(huán)。
高精度與實(shí)時(shí)性:分辨率達(dá)0.1μm(SSI模式),更新速率最高4000次/秒,支持動(dòng)態(tài)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
多協(xié)議兼容:輸出信號(hào)包括Profinet、EtherCAT、SSI、模擬量等,適配不同控制系統(tǒng)。
環(huán)境適應(yīng)性:波導(dǎo)管封裝于不銹鋼或鋁制外殼(IP67/IP68),工作溫度范圍-40℃至+85℃,抗沖擊能力達(dá)100g(單一沖擊),適合惡劣工業(yè)環(huán)境。
6. 典型應(yīng)用場(chǎng)景
工業(yè)自動(dòng)化:冶金軋鋼、注塑壓鑄、木材加工等設(shè)備的精確位置反饋。
移動(dòng)液壓:工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械的液壓缸位置控制。
輕工業(yè):消費(fèi)電子組裝、醫(yī)療設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件的精確操作。
液位測(cè)量:儲(chǔ)罐液位高度監(jiān)測(cè)(需配合專用磁鐵)。
