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　　在工業(yè)化迅速發(fā)展的大時(shí)代，缺少不了壓力變送器、流量計、液位計、密度計、差壓變送器等儀表把現場(chǎng)第一數據實(shí)時(shí)傳輸到工控系統上，為整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統充當控制、檢測等一系列的眼睛，接下來(lái)華恒儀表為您解讀工業(yè)現場(chǎng)最前沿的壓力變送器使用情況。

　　針對扭轉力作用下波導絲發(fā)生磁化狀態(tài)的改變進(jìn)而影響傳感器的輸出特性這一問(wèn)題，基于材料力學(xué)求解扭轉應力，并從磁疇角度分析扭轉力對魏德曼效應的影響，結合Fe-Ga合金的非線(xiàn)性本構模型和磁致伸縮逆效應等建立磁致伸縮位移傳感器的輸出電壓模型，計算不同螺旋磁場(chǎng)和扭轉力下的輸出電壓。搭建預加扭轉應力下輸出電壓的測試平臺，從理論和實(shí)驗上確定輸出電壓隨扭轉應力的增大呈非線(xiàn)性減小的變化規律。

　　磁致伸縮位移（液位）傳感器，通過(guò)內部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動(dòng)磁環(huán)的絕對位置來(lái)測量被檢測產(chǎn)品的實(shí)際位移值的；該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應用于成千上萬(wàn)的實(shí)際案例中。

　　研究還表明：在同一磁場(chǎng)下，正向扭轉應力導致的電壓降小于反向扭轉應力導致的電壓降，提高偏置磁場(chǎng)或激勵磁場(chǎng)可以從一定程度上抵消扭轉應力對電壓的影響。研究可為設計大量程高精度的位移傳感器提供理論依據與指導。

　　傳感器的核心包括一條鐵磁材料的測量感應元件，一般被稱(chēng)為 "波導管"，一個(gè)可以移動(dòng)的永磁鐵，  磁鐵與波導管會(huì )產(chǎn)生一個(gè)縱向向的磁場(chǎng)。每當電流脈沖(即 "詢(xún)問(wèn)信號")由傳感器電子頭送出并通過(guò)波導管時(shí)，第二個(gè)磁場(chǎng)便由波導管的徑向方面制造出來(lái)。

　　當這兩個(gè)磁場(chǎng)在波導管相交的瞬間，波導管產(chǎn)生 "磁致伸縮" 現像，一個(gè)應變脈沖即時(shí)產(chǎn)生。這個(gè)被稱(chēng)為 "返回信號" 的脈沖以超聲的速度從產(chǎn)生點(diǎn)(即位置測量點(diǎn))運行回傳感器電子頭并被檢測器檢出來(lái)。準確的磁鐵位置測量是由傳感器電路的一個(gè)高速計時(shí)器對詢(xún)問(wèn)信號發(fā)出到返回信號到達的時(shí)間周期探測而計算出來(lái)，這個(gè)過(guò)程極為快速與精確無(wú)誤。

　　磁致伸縮位移傳感器以線(xiàn)圈為檢測裝置，其輸出量為電壓信號，對電壓信號進(jìn)行分析處理從而獲得應力波的傳播時(shí)間，由于應力波的傳播速度一定，檢測位移通過(guò)應力波的波速乘以應力波的傳播時(shí)間即可求得。

　　紅旗儀表對磁致伸縮位移傳感器的精度進(jìn)行了分析，發(fā)現輸出電壓的峰值越大，根據閾值法或峰值法確定的應力波傳播時(shí)間越精確，傳感器的測量精度越高。為研制更符合測量需求的磁致伸縮位移傳感器，有必要對磁致伸縮位移傳感器的輸出特性進(jìn)行深入的研究。

　　紅旗儀表在實(shí)踐對磁致伸縮位移傳感器的輸出特性進(jìn)行研究，技術(shù)人員采用波導絲所受的扭矩描述波導絲的角應變，根據磁機械耦合原理得到磁感應強度的表達式，進(jìn)而建立起激勵磁場(chǎng)、偏置磁場(chǎng)和材料特性與輸出電壓的關(guān)系。

　　技術(shù)人員發(fā)現波導絲的磁致伸縮是影響魏德曼效應的重要因素。技術(shù)人員基于魏德曼效應得到了含有磁致伸縮系數的輸出電壓模型，建立起磁致伸縮與輸出電壓的函數關(guān)系。技術(shù)人員者提出磁致伸縮導波位置傳感器的電磁感應信號來(lái)源于磁疇的自由旋轉和應力波的偏心運動(dòng)。

　　隨后，技術(shù)人員對應力波在波導絲中的衰減特性進(jìn)行了研究，提出衰減系數測試方法，并討論了波導絲的線(xiàn)徑、應力波的頻率等對衰減系數的影響。有學(xué)者考慮應力波衰減特性，建立了傳感器輸出電壓隨應力波傳播距離變化的數學(xué)模型，并通過(guò)實(shí)驗驗證了該模型，結果表明輸出電壓隨傳播距離的增大呈指數衰減。

　　以上研究均未涉及外加應力對傳感器輸出特性的影響，實(shí)際上，應力可以使磁性材料產(chǎn)生應變，從而改變傳感器的輸出特性。有學(xué)者根據位移傳感器的輸出電壓與螺旋磁場(chǎng)的函數關(guān)系，進(jìn)一步通過(guò)分析有效場(chǎng)、應力場(chǎng)和磁化強度的關(guān)系，得到應力和磁場(chǎng)共同作用下的輸出電壓模型。但該模型只適用于分析軸向應力對輸出電壓的影響，對于在波導絲安裝過(guò)程中極容易受到的扭轉力問(wèn)題并不適用，扭轉應力對輸出電壓的影響尚未可知。

　　儀器儀表是工業(yè)化進(jìn)程的基石，只有選用工業(yè)現場(chǎng)選用合適的儀表，才能夠事半功倍，自動(dòng)化流程才能夠更加自動(dòng)化。