這種抗振性極好的線(xiàn)性位移傳感器，能在各種惡劣的工作環(huán)境中進(jìn)行非接觸的高精度檢測(cè)，并可滿(mǎn)足眾多工業(yè)領(lǐng)域的使用要求。其非接觸式測(cè)量與電位差計(jì)方式形成對(duì)照，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損：與光柵尺相比，通過(guò)使用直線(xiàn)位移傳感器得到的線(xiàn)性位移信息反饋，特別適用于機(jī)械加工、發(fā)電廠或化學(xué)工業(yè)。

博爾森科技有限公司磁致伸縮線(xiàn)性位移傳感器，測(cè)量位移信號(hào)波沿著波導(dǎo)管移動(dòng)的時(shí)間、波的傳輸距離與傳播時(shí)間成正比，測(cè)量方法不受環(huán)境條件影響，如：溫度、濕度、振動(dòng)或電場(chǎng)，而檢測(cè)到的數(shù)值是絕對(duì)值而不是增量值。下面所列舉的直線(xiàn)位移傳感器在發(fā)電廠的應(yīng)用，說(shuō)明BTL線(xiàn)性直線(xiàn)位移傳感器有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性。

汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的實(shí)際位置反饋控制閥

許多火力發(fā)電廠為了保證最佳供電狀態(tài)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制是基于發(fā)電的輸出總功率，這就意味著汽輪機(jī)進(jìn)氣閥必須隨需求變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，根據(jù)輸出功率的大小，自動(dòng)改變閥門(mén)的開(kāi)啟程度以調(diào)配汽輪機(jī)瞬間需要的蒸汽量。西門(mén)子在魯爾區(qū)KWU發(fā)電廠制造的電廠專(zhuān)用控制閥裝置，已廣泛應(yīng)用于世界范圍(下圖)。

圖1用于蒸汽控制閥的機(jī)電壓力系統(tǒng)，線(xiàn)性位移傳感器用作位置反饋裝置

運(yùn)用磁致伸縮位移傳感器進(jìn)行位置反饋，早在幾年前就已被人們接受。最早的機(jī)械拉直梁，它是直接連接在閥上，精密度不是很高并且由于振動(dòng)帶來(lái)磨損會(huì)引起許多問(wèn)題，其他形式的測(cè)量裝置由于操作條件的限制而不能使用。例如：電位差計(jì)易磨損，玻璃光柵尺太嬌嫩，電渦流傳感器因?qū)Νh(huán)境溫度有較高的要求而在技術(shù)上造成困難。

現(xiàn)今西門(mén)子公司唯一應(yīng)用于液壓傳動(dòng)上位置反饋的裝置是磁致伸縮位移傳感器，使用的型號(hào)其行程范圍為25~320mm,輸出信號(hào)為4～20mA的模擬量，已優(yōu)先用在電力工業(yè)。這種輸出信號(hào)具有電纜斷線(xiàn)監(jiān)察功能，因?yàn)榧词乖诹阄粫r(shí)還應(yīng)有4mA電流流通。在一些應(yīng)用方面，為得到所需要的高可靠性，使用3波通的冗余測(cè)量系統(tǒng)。選擇這些傳感器有許多理由：堅(jiān)固、不磨損、設(shè)備自身的高精度和高可靠性，而且由制造商提供世界范圍服務(wù)，無(wú)論安裝還是運(yùn)行，該傳感器也十分容易操作。

磁致伸縮原理

測(cè)量元件是一根波導(dǎo)管，由特種鎳鐵合金制成，外徑0.7mm,內(nèi)徑0.5mm。管內(nèi)為銅導(dǎo)線(xiàn)，測(cè)量過(guò)程由一瞬時(shí)電流脈沖啟動(dòng)。該電流產(chǎn)生一個(gè)圓周形磁場(chǎng)。由于波導(dǎo)管具有軟磁特性，圓周形磁力線(xiàn)被束縛在波導(dǎo)管周?chē)?，在被測(cè)量位置上裝有一個(gè)永久磁鐵作為位置傳感器，其磁場(chǎng)線(xiàn)與脈沖磁場(chǎng)成直角走向，同時(shí)也被束縛在波導(dǎo)管周?chē)?，在波?dǎo)管范圍內(nèi)，兩個(gè)磁場(chǎng)疊加，由于磁致伸縮作用，在微結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)發(fā)生彈性變形，由此產(chǎn)生一個(gè)向兩側(cè)擴(kuò)展的機(jī)械波。

這個(gè)波在波導(dǎo)管里的傳播速度為2850m/s,對(duì)周?chē)沫h(huán)境影響(如溫度、振動(dòng)和污染)不敏感。到達(dá)波導(dǎo)管末端的波將被那里的阻尼吸收器吸收，而傳到信號(hào)轉(zhuǎn)換器的波則由于磁致伸縮作用的反向作用而產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。波由形成地點(diǎn)到達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的傳輸時(shí)間與永磁鐵和信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間的距離成正比。通過(guò)測(cè)量時(shí)間，可以高度精確地確定這個(gè)距離。

圖2傳感器適用多種形式，有效測(cè)量長(zhǎng)度25～3850mm,可提供電壓、電流模擬量及數(shù)字量信號(hào)輸出

傳感器磁環(huán)工作行程在50-3850mm之間(圖2)且精度極高，博爾森(BRSEN)最新開(kāi)發(fā)的R系列分辨率和滯后在3850mm行程時(shí)為1mm。現(xiàn)有的模擬量信號(hào)是4~20mA、0～20mA或0～10V、-10~+10V并各有上升和下降二種形式；數(shù)字量輸出有脈沖式，其原理是詢(xún)問(wèn)和應(yīng)答脈沖之間的時(shí)間間隔與定位磁環(huán)的位置距離成正比，通過(guò)RS485/422差動(dòng)驅(qū)動(dòng)器傳輸、有串聯(lián)或并聯(lián)形式；還有CANopen總線(xiàn)接口。多種變換接口使它能方便地使直線(xiàn)位移傳感器與任何控制器或總線(xiàn)系統(tǒng)相連。

堅(jiān)固、多用途和適用于危險(xiǎn)區(qū)域

實(shí)際上每個(gè)磁致伸縮傳感器都有一個(gè)適合其實(shí)際使用的外型。RH內(nèi)置式(桿型)是安裝于圓筒內(nèi)(圖3);

圖3用液壓缸進(jìn)行閥的位置反饋，磁致伸縮線(xiàn)性位移傳感器可直接裝在液壓缸體里

外置式，其磁環(huán)通過(guò)控制臂和運(yùn)動(dòng)部件相連，該臂旋轉(zhuǎn)角度±180℃,甚至物體做非線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)時(shí)、也可以實(shí)現(xiàn)位置線(xiàn)性反饋，傳感器可安裝在任何角度。也有幾種形式帶浮動(dòng)磁環(huán)，把浮動(dòng)磁環(huán)放在升降物體或液體中以實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。通過(guò)將多個(gè)磁致伸縮位移傳感器串聯(lián)起來(lái)幾乎可以實(shí)現(xiàn)任何長(zhǎng)度的測(cè)量。也有用于置式(桿型)是安裝于圓筒內(nèi)(圖3);外置式，其磁環(huán)通過(guò)控制臂和運(yùn)動(dòng)部件相連，該臂旋轉(zhuǎn)角度±180℃,甚至物體做非線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)時(shí)、也可以實(shí)現(xiàn)位置線(xiàn)性反饋，傳感器可安裝在任何角度。也有幾種形式帶浮動(dòng)磁環(huán)，把浮動(dòng)磁環(huán)放在升降物體或液體中以實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。通過(guò)將多個(gè)直線(xiàn)位移傳感器串聯(lián)起來(lái)幾乎可以實(shí)現(xiàn)任何長(zhǎng)度的測(cè)量。也有用于用戶(hù)要求，在更惡劣的條件下試驗(yàn)。

由于廣泛的適用性，線(xiàn)性傳感器也可用在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，如：運(yùn)載工具、物料搬運(yùn)設(shè)備、包裝機(jī)械、電梯、飛行仿真器。其他形式的應(yīng)用包括壓力機(jī)、軋機(jī)、鑄造、切割機(jī)械、注塑和木材加工機(jī)。