MTS R系列V RP5傳感器基于磁致伸縮效應,通過非接觸式測量技術實現高精度位移檢測,其結構原理可詳細描述為以下幾個核心部分:
一、核心組件
波導管:由鐵磁材料制成,是傳感器的核心部件。它負責傳輸電流脈沖產生的磁場,并作為應變脈沖的傳播介質。
電子倉:包含激勵模塊和信號轉換器。激勵模塊產生短電流脈沖(1-3μs),沿波導管傳輸;信號轉換器則負責檢測應變脈沖,并將其轉換為電信號。
活動磁環:固定在被測物體上,與波導管無物理接觸。它產生一個靜態磁場,與波導管內的動態磁場相互作用,觸發應變脈沖。
二、工作原理
電流脈沖激發:電子倉內的激勵模塊產生短電流脈沖,沿波導管傳輸。
環形磁場形成:電流脈沖在波導管內產生環形磁場,該磁場與活動磁環的磁場相互作用。
維德曼效應觸發應變脈沖:由于磁致伸縮效應(維德曼效應),電流脈沖的磁場與活動磁環的磁場交互,觸發波導管的扭轉機械波(應變脈沖)。
應變脈沖傳播:應變波以聲速(約2850m/s)沿波導管傳播,方向包括向起始端和末端。
信號轉換與時間差測量:波導管起始端的信號轉換器檢測應變波,將其轉換為電信號。通過測量電流脈沖發射到應變波接收的時間差,結合已知聲速,精確計算活動磁環的絕對位置(位移值)。
三、結構特點
非接觸式測量:活動磁環與波導管無物理接觸,避免了機械磨損,提高了傳感器的使用壽命(超過1億次循環)。
高精度與實時性:分辨率可達0.1μm(SSI模式),更新速率最高4000次/秒,支持動態過程實時監測。
多協議兼容:輸出信號包括Profinet、EtherCAT、SSI、模擬量等,適配不同控制系統。
惡劣環境適應性:波導管封裝于不銹鋼或鋁制外殼(IP67/IP68),抵御油污、粉塵、高溫(-40℃至+85℃)及高壓(≤34MPa)。
