Назад к поиску

Принцип магнитострикции

Датчик линейного положения и скорости используют свойства магнитострикционного эффекта, генерируемого в специальном волноводе.

На рисунке выше представлен принцип работы:

  1. Позиционный магнит, перемещаемый вдоль стержня (или профиля) датчика, создаёт магнитное поле над участком волновода в координате своего положения.
  2. Для определения положения позиционного магнита, электроника датчика посылает импульс тока по волноводу.
  3. Импульс генерирует радиальное магнитное поле вдоль всего волновода.
  4. Взаимодействие магнитных полей волновода и подвижного позиционного магнита порождает импульс деформации кручения (скручивание волновода) в точке взаимодействия полей (в координате позиционного магнита), в результате чего по волноводу проходит импульс в виде ультразвуковой волны.
  5. Когда волна достигает чувствительного элемента (ультразвукового детектора) на конце волновода, то она преобразуется в электрический сигнал и электроника датчика рассчитывает координату, засекая время от подачи импульса тока до возврата ультразвукового импульса в детектор.

Преимущество технологии:

  • Бесконтактная – позиционный магнит не имеет механической связи с волноводом датчика, таким образом решается сразу же 2 проблемы:
    • Отсутствует механический износ.
    • Нет жёсткого требования к параллельности относительно датчика и контролируемого узла, отклонение может достигать до 10мм.
  • Абсолютная – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо в какой момент времени происходит его опрос.
  • Высокое разрешение – достигается за счёт сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
  • Устойчивость к ударам и вибрациям – позволяет применять датчики в механизмах, которые эксплуатируются в тяжёлый условиях. Сенсорный элемент датчика восприимчив, только к ультразвуку с определённой длинной волны. Таким образом другие механические колебания не влияют на измерения.
  • Точный принцип измерения – обеспечивается за счёт скорости распространения ультразвуковой волны в волноводе, её значение является постоянной. Электроника датчика обрабатывает “чистый” аналоговый сигнал с сенсорного элемента, который имеет превосходную линейность и повторяемость.

Недостатки технологии:

  • Высокие температуры – главная проблема магнитострикции, так как при повышении температуры с выше 85°C заявленные характеристики в наших датчиках перестают соответствовать действительности, в первую очередь это связано с линейным расширением материалов.

Внимание:

Длительное воздействие высоких температур, приводит к размагничиванию позиционных магнитов.
  • Внешние магнитные поля – создаваемые мощными индуктивными нагрузками в близи волновода, могут создать ложный торсионный импульс, тем самым показания датчика не будут соответствовать действительности.