磁致伸縮動態(tài)扭矩傳感器

文章出處：創(chuàng)始人人氣：發(fā)表時間：2022-06-15 17:04:33

1，磁致伸縮原理

磁致伸縮技術原理是利用兩個不同磁場相交產生一個應變脈沖信號，然后計算這個信號被探測所需的時間周期，從而換算出準確的位置。在動態(tài)扭矩傳感器中鐵基合金作為磁致伸縮材料的剛性軸，在受到外力作用時，自身伸長或縮短改變了磁力場的分布，當通過感應線圈的磁場變化被專門的電路識別，以電信號的形式輸出，以達到扭矩力的測量。

2，磁致伸縮材料

自從發(fā)現(xiàn)物質的磁致伸縮效應后，人們就一直想利用這一物理效應來制造有用的功能器件與設備。為此人們研究和發(fā)展了一系列磁致伸縮材料，主要有三大類：即：磁致伸縮的金屬與合金，如鎳（Ni）基合金（Ni， Ni－Co合金， Ni－Co－Cr合金）和鐵基合金（如 Fe－Ni合金， Fe－Al合金， Fe－ Co－V合金等）和鐵氧體磁致伸縮材料，如 N i－Co和 Ni－Co－Cu鐵氧體材料等。這兩種稱為傳統(tǒng)磁致伸縮材料，其λ值（在20—80ppm之間）過小，它們沒有得到推廣應用，后來人們發(fā)現(xiàn)了電致伸縮材料，如（ Pb， Zr，Ti）C03材料，（簡稱為 P ZT或稱壓電陶瓷材料），其電致伸縮系數(shù)比金屬與合金的大約200~400ppm，它很快得到廣泛應用；第三大類是近期發(fā)展的稀土金屬間化合物磁致伸縮材料，例如以（ Tb，Dy）Fe2化合物為基體的合金

3，磁致伸縮材料傳感器的優(yōu)點

將長期穩(wěn)定的磁場引入傳感器軸中，傳感器在受到來自外部的扭矩時傳感器的軸在外力的作用下發(fā)生形變，改變了周圍磁場的分布，測量磁場的變化通過信號處理電路準確得出力值。它采用內部非接觸的測量方式，由于測量用的活動磁環(huán)和傳感器自身并無直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因而其使用壽命長、環(huán)境適應能力強，可靠性高，安全性好，便于系統(tǒng)自動化工作，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下(如容易受油潰、塵埃或其他的污染場合)，也能正常工作[o1]。此外，它還能承受高溫、高壓和強振動，現(xiàn)已被廣泛應用于機械位移的測量、控制中。標稱精度為0.05%F·S，德國NCTE動態(tài)扭矩傳感器精度可達0.02%F，S,重復性可達0.002%F·S，因此它在石油化工，航空航天、電力、水利等行業(yè)得到廣泛的應用。