隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展 , 位移傳感器的應(yīng)用范圍日益加大。基于鉸接式磁致伸縮位移傳感器,分體式磁致伸縮位移傳感器磁致伸縮原理而設(shè)計(jì)的新型智能化位移傳感器具有高精度、有效傳遞距離遠(yuǎn)、非接觸式、可靠性高且適應(yīng)于惡劣環(huán)境等特點(diǎn) , 因而被廣泛地應(yīng)用到各種領(lǐng)域 , 如輪船的各種閥門控制、液位與液壓系統(tǒng)、機(jī)械自動(dòng)化等。特別是應(yīng)用于戰(zhàn)機(jī)、空中加油機(jī)燃油測(cè)量、飛機(jī)、導(dǎo)彈和航天器的姿態(tài)控制、六自由度飛行模擬器系統(tǒng)等軍事領(lǐng)域 , 對(duì)提高我軍戰(zhàn)斗力具有重要的軍事意義。
磁致伸縮位移傳感器的原理：
       位移傳感器由兩部分組成 : 一部分是套有活動(dòng)磁鐵的測(cè)量桿 ; 另一部分是位于測(cè)量桿上端的測(cè)量電路。磁致伸縮位移傳感器主要包括以下幾部分 : 波導(dǎo)絲、保護(hù)管套、移動(dòng)磁鐵、電路板部分。測(cè)量管是整個(gè)傳感器的重要傳感部分 , 這一部分又包括 : 偏置磁鐵、波導(dǎo)絲、保護(hù)管套、末端衰減阻尼裝置、非接觸磁環(huán)、轉(zhuǎn)換器輸出。
       磁致伸縮位移傳感器的敏感元件是利用某些鐵磁性物質(zhì) , 如 Fe和 N i, 在磁場(chǎng)作用下具有伸縮能力的特性設(shè)計(jì)而成的。通常鐵鎳合金的磁致伸縮效果是微弱的 , 鐵鎳合金磁致伸縮系數(shù)約為 30×10- 6 , 在其中摻雜稀土元素可使磁致伸縮效果有效提升 。敏感元件的研制是開發(fā)傳感器的關(guān)鍵所在。
磁致伸縮位移傳感器基本結(jié)構(gòu)是由信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、波導(dǎo)管、磁致伸縮波導(dǎo)絲以及內(nèi)含磁鐵的浮子組成 , 在某些位移傳感器中 , 浮子用磁環(huán)代替。
       工作時(shí) , 傳感頭中的脈沖發(fā)生器在磁致伸縮波導(dǎo)絲上施加一個(gè)電脈沖信號(hào) , 根據(jù)電磁場(chǎng)理論 , 此電脈沖同時(shí)伴隨一個(gè)環(huán)型磁場(chǎng)以光速沿磁致伸縮波導(dǎo)絲向下傳遞。當(dāng)該環(huán)形磁場(chǎng)遇到浮子中磁鐵產(chǎn)生的縱向磁場(chǎng)時(shí) , 將與之進(jìn)行矢量疊加 , 形成一個(gè)螺旋形的磁場(chǎng)。當(dāng)磁致伸縮材料所處的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí) , 磁致伸縮材料本身的物理尺寸也會(huì)跟著發(fā)生變化。因此當(dāng)合成磁場(chǎng)發(fā)生變化形成螺旋形磁場(chǎng)時(shí) , 磁致伸縮波導(dǎo)絲會(huì)產(chǎn)生伸縮變形 , 而沿螺旋形磁場(chǎng)的伸縮將導(dǎo)致波導(dǎo)絲產(chǎn)生扭曲形變 , 從而激發(fā)扭轉(zhuǎn)波。該扭轉(zhuǎn)波沿波導(dǎo)絲以超聲波的形式回傳到信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)中的感應(yīng)線圈時(shí) , 將轉(zhuǎn)換成橫向應(yīng)力 。根據(jù)發(fā)射脈沖與回波信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算活動(dòng)磁鐵的位置 , 從而得到目標(biāo)位置的位移量。