磁致伸縮位移傳感器測量方法及原理

    磁致伸縮位移傳感器的工作原理是基于磁致伸縮材料的魏德曼效應和磁致伸縮逆效應，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。當傳感器工作時，由傳感器硬件電路模塊產(chǎn)生的脈沖電流沿波導絲傳播，當脈沖電流流經(jīng)光標磁鐵處的波導絲時，脈沖電流產(chǎn)生的周向磁場與光標磁鐵產(chǎn)生的軸向磁場合成一個螺旋磁場?；诖判圆牧系奈旱侣?，波導絲發(fā)生局部瞬時形變并產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波，扭轉(zhuǎn)波產(chǎn)生后分別以一定的速度向相反的兩個方向傳播。扭轉(zhuǎn)波傳播到檢測線圈覆蓋部分的波導絲處，由磁致伸縮逆效應，波導絲內(nèi)的磁感應強度發(fā)生變化，此時檢測線圈兩端產(chǎn)生感應電壓。

                             圖1 磁致伸縮位移傳感器結(jié)構(gòu)

    磁致伸縮位移傳感器的測量方法是將被測位移量以光標磁鐵與檢測線圈的位移S等效代替，然后再將位移量轉(zhuǎn)換為扭轉(zhuǎn)波傳播的時間ts，如圖2所示，其中L為波導絲長度。電流的速度遠大于扭轉(zhuǎn)波的速度，認為脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的產(chǎn)生是同一時刻，所以ts為感應信號eL1 （扭轉(zhuǎn)波產(chǎn)生后向左傳播到檢測線圈時產(chǎn)生的電壓信號）與脈沖電流的時間間隔，t2L-s為感應信號eR1（扭轉(zhuǎn)波產(chǎn)生后向右傳播，并在右端發(fā)生反射后傳播到檢測線圈時產(chǎn)生的電壓信號）與脈沖電流的時間間隔，故位移S的計算表達式為S=v*ts，其中v為扭轉(zhuǎn)波在波導絲中的傳播速度。

                    圖2 磁致伸縮位移傳感器測量方法