由于磁致伸縮位移傳感器處于高溫,其工作環(huán)境相當(dāng)惡劣,處于高溫環(huán)境周圍,同時由于尺寸限制的因素,所以磁致伸縮位移傳感器必須采用分離式結(jié)構(gòu),即探頭與變送器分離。
磁致伸縮位移傳感器在研制過程中,設(shè)計了兩種方案:
方案一、探頭接收線圈加前置運放,電路框圖見圖1所示。

磁致伸縮位移傳感器方案一電路
方案二、探頭只有接收線圈,電路框圖見圖2所示。

磁致伸縮位移傳感器方案二電路
溫度補償設(shè)計
由于波速計算公式為VG= ,在溫度變化 0~300℃過程中,由于材料的熱彈性系數(shù)的存在,導(dǎo)致剪切模量 G 變小,從而影響超聲波在波導(dǎo)絲上的傳播速度,進一步影響時間變化,導(dǎo)致位移誤差。Fe Ni 合金中超聲波波速與溫度的關(guān)系,其曲線如圖3所示。

FeNi 合金中超聲波波速與溫度的關(guān)系
本項目采用多磁鐵法,其信號圖如圖4所示。

磁致伸縮位移傳感器多磁鐵補償法信號
彈性波信號 1 由被固定在磁致伸縮位移傳感器前端的基準(zhǔn)磁鐵產(chǎn)生的信號,彈性波信號 2 是檢測位移通過移動磁鐵產(chǎn)生的信號。由于基準(zhǔn)磁鐵離電子部件是距離 L1 是固定的,可以作為校正依據(jù),則有:
L2=L1×T2/T1
這可以從理論上消除溫度對應(yīng)變波傳播速度的影響。
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磁致伸縮位移傳感器分離式結(jié)構(gòu)設(shè)計
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