數(shù)字磁致伸縮位移傳感器主要由測桿,、電子倉、套在測桿上的非接觸的位置磁環(huán)和相應(yīng)的電路板組成,。工作時,,電子倉發(fā)送一個電流激勵脈沖至波導(dǎo)絲回路,該脈沖會在波導(dǎo)絲周圍形成環(huán)形磁場,。該磁場與位置磁環(huán)產(chǎn)生的磁場相遇時,,由于磁致伸縮的作用,波導(dǎo)絲內(nèi)會產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波脈沖信號,。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波以約2800m/s的速度從位置磁環(huán)所在的位置沿著波導(dǎo)絲傳回至電子倉內(nèi)并被檢波裝置記錄下來,。記錄下激勵脈沖與檢波裝置接收信號的時間差,結(jié)合扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波在波導(dǎo)絲中的傳播速度,,即可確定位置磁環(huán)與基準(zhǔn)點之間的距離,。
威德曼/WIEDEMANN效應(yīng)的產(chǎn)生過程:一個電流脈沖通過數(shù)字磁致伸縮位移傳感器的波導(dǎo)管被發(fā)射出去,這一電流脈沖將圍繞波導(dǎo)管產(chǎn)生一個以光速傳播的圓形磁場,。當(dāng)這個磁場與縱向運動的位置磁鐵的磁場迭交時所產(chǎn)生的扭力將使波導(dǎo)管發(fā)生磁致伸縮現(xiàn)象,,觸發(fā)一個應(yīng)變脈沖,這個應(yīng)變脈沖在傳感器內(nèi)的波導(dǎo)管內(nèi)以音速運動,。
堅固耐用:全封閉設(shè)計,,zui高IP68防護等級
數(shù)字技術(shù):響應(yīng)快,、穩(wěn)定可靠
線性測量:輸出
實時感應(yīng):同步測量
*磨損:連續(xù)非接觸測量
高分辨率:分辨率zui高0.5um
標(biāo)準(zhǔn)SSI信號,可直接替換編碼器
防護等級高,,長時間耐高溫,,在冶金行業(yè)大量應(yīng)用
技術(shù)參數(shù):
輸入
測量數(shù)據(jù)直線位移
測量行程50mm~5000mm 根據(jù)用戶需要定制
輸出
介面SSI同步串行接口
數(shù)據(jù)格式二進制或格雷碼
選項提供奇偶校驗和錯誤位
數(shù)據(jù)長度8~32位
數(shù)據(jù)速度70kBd~1MBd按電纜的長度而定:
線長:<3 <50 <100 <200 <400 m
速率:1000 <400 <300 <200 <100kBd
量程<300 <750 <1000 <2000 <5000 mm
更新頻率3.0 2.5 2.0 1.5 0.5 kHz
精度
分辨率0.5/1/2/5/10/20/50/100 um
非線性度<滿量程的0.02%(zui小100um)
重復(fù)精度<滿量程的0.002%或與分辨率一樣
工作條件
磁環(huán)速度任意
工作溫度-40~85℃
濕度/露點濕度90%,不能結(jié)露
溫度系數(shù)<30ppm/℃
防護等級IP67 不銹鋼外管 ,、IP68:特殊定制
結(jié)構(gòu)與材料
RH系列電子倉 鋁合金型材
測桿 不銹鋼304或316L
磁環(huán) 標(biāo)準(zhǔn)磁環(huán)或開口磁環(huán)
RP系列電子倉 鋁合金型材
測桿 鋁合金
磁鐵 滑塊磁鐵或浮動磁鐵
外管壓力安裝在液氣缸內(nèi)時為400bar/600bar(峰值)
安裝
安裝方向任意方向
螺紋形式公制M18×1.5,,M20×1.5
英制 3/4″-16UNF-3A
電氣連接
出線方式防水接頭或航空插頭
輸入電壓24Vdc(-15~+20%)
極性保護zui大-30Vdc
超壓保護zui大36Vdc
工作電流<70mA(隨量程大小而變)
SSI出方式
SSI(Synchronized Serial Interface)同步串連界面數(shù)字輸出,它提供即時的同步位置輸出,。SSI主要功能為同步數(shù)據(jù)交換,。因為同步,所以應(yīng)用在閉環(huán)控制系統(tǒng)上十分容易,,更能與大多數(shù)控制器連接,,非常經(jīng)濟實用。它能把磁環(huán)的實時位置,,轉(zhuǎn)化成一個24,、25或者26位(二進制或者格雷碼)的串行數(shù)據(jù)格式。在收到控制器提供的時鐘信號后,,以RS485/RS422串行通訊方式傳至控制器,。SSI信號對噪音的抗擾性*,zui遠距離可以達到500m,,數(shù)據(jù)傳送的速度可任選,,而且不受數(shù)據(jù)長度和分辨率影響。
SSI輸?shù)臄?shù)據(jù)格式與值編碼器*相同,,可直接替換值編碼器,,能與PLC功能模塊(如西門子SM338及ET200中SM138)直接連接。
時序圖
邏輯圖
安裝結(jié)構(gòu)及接線
SSI輸出位移傳感器有內(nèi)置式和外置式兩種安裝方式,,內(nèi)置式結(jié)構(gòu)緊湊,,適用于液壓缸的內(nèi)置安裝,外置式采用鋁型材導(dǎo)軌,,安裝于運動部件外部,,使用方便。
耐壓外管尺寸及安裝說明
RH系列耐壓外管,,鋁型材電子倉,,專為液壓系統(tǒng)使用設(shè)計的,內(nèi)置于液壓缸內(nèi)部,,耐壓可達34MPa連續(xù)(69MPa峰值),。安裝螺紋規(guī)格M18×1.5、M20×1.5或3/4”-16 UNF-3A,。
D60插頭
直出電纜(標(biāo)準(zhǔn)長度為2m)
注:圖中所示的上下死區(qū)表示傳感器在該區(qū)域內(nèi)的輸出值為零或者不可靠,,本傳感器的上下死區(qū)值分別為:50.8和63.5mm,,該值可以根據(jù)客戶要求作出適當(dāng)修改,可在訂貨時跟我司銷售或者技術(shù)特別提出,。
鋁型材外置結(jié)構(gòu)尺寸及安裝說明RP鋁型材外置安裝結(jié)構(gòu),,適用于一般機械,安裝方便,,易于維護,。
D60插頭(滑塊式磁鐵)
直出電纜(浮動磁鐵)
傳感器接線方式
航空插頭連接時,,以針腳和相對應(yīng)的線色定義
防水接頭直接出線時,,以線色定義
D70公接頭針號排列(面向傳感器頭)
SSI輸出 針號線色 定義
1灰(-)數(shù)據(jù)
2粉(+) 數(shù)據(jù)
3黃(+) 時鐘
4綠(-) 時鐘
5棕+24VDC(-15%/+20%)
6白直流電源地
7 不接
BRSEN的高精度及可靠性已被成千上萬的應(yīng)用案例所印證。傳感器利用非接觸技術(shù)監(jiān)測活動磁鐵的位移,,由于磁鐵和傳感器并無直接接觸,,因此傳感器在極其惡劣的工業(yè)環(huán)境下,如易受油漬,、溶液,、塵埃或其他的污染,,并不構(gòu)成問題,。此外,傳感器更能承受高溫,、高壓和高振蕩的環(huán)境,。
在針對測量精度提高進行的相關(guān)技術(shù)方法研究中,由于磁致伸縮位移傳感器的位移測量系統(tǒng),,一般由大電流脈沖發(fā)射,、回波信號檢測及放大、時間量測量,、HART 通訊等部分組成,,其中高分辨力時間量檢測方法和技術(shù),構(gòu)成磁致伸縮位移傳感器實現(xiàn)高精度測量的關(guān)鍵技術(shù)之一,。通過采用 ACAM 公司產(chǎn)生的第二代 TDC-GP2 芯片實現(xiàn)高分辨力時間量檢測,,不僅可以大量減少電子元件使用數(shù)量和體積,為磁致伸縮位移傳感器研究提供了新的設(shè)計思路,,而且對縮短我國同發(fā)達國家在這一領(lǐng)域的差距具有積極意義,。