一种铁镍合金磁致伸缩位移传感器设计.pdfVIP

72 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2015年 第34卷第 12期 DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)12-0072--04 一 种铁镍合金磁致伸缩位移传感器设计 孔 宁，王 娟，鲍丙豪，曹一涵 (江苏大学机械工程学院 。江苏 镇江212013) 摘 要：阐述了基于铁镍合金材料的磁致伸缩效应的位移传感器的工作原理 ，通过在磁伸材料两端施加 电流脉冲信号，产生的纵向环形磁场与永磁产生的恒磁耦合产生磁弹性波，激励电流与反射弹性波在检测 线圈中产生两脉冲信号，其时差与永磁位移呈线性关系。设计了脉冲激励电流发生和检测线圈感应信号 处理电路，将反映位移的两脉冲信号时差转换成脉宽调制 (PwM)信号，从而实现了用时差和模拟电压反 映位移量的两种输出形式。通过对量程84am的铁镍合金材料实验，结果表明：当激励脉冲信号脉宽为 1O s，功放幅值为 10．3V，检测线圈匝数为600匝时，时差和模拟电压测量位移量的线性度分别为 0．165％FS和0．175％FS。 关键词：磁致伸缩 ；磁弹性波；位移 ；脉宽调制信号 中图分类号：TP212．1 文献标识码：A 文章编号：1000--9787(2o15)12-0072-04 Design 0faFe-Nialloybasedmagnet0strictiVe … · displacem entSensor KONGNing，WANGJuan，BAO Bing—hao，CAOYi—han (SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China) Abstract：WorkingprincipleofdisplacementsensorbasedonmagnetostrictiveeffectofFe—Nialloymaterialis introduced，byapplyingcurrentpulsesignal tomagneticmaterial，verticalandannularmagneticfield，whichcanbe coupledtothepermanentmagneticfield，aregenerated，respectively．Inthisway，magnetoelasticwavepropagating alongthemagnetostrictivewireisproduced．Duetotheexciting currentand reflection elasticwave，twopulse signalsraecreated in thedetectingcoil．Thetimeintervalofthe two pulse signalsisdirectly proportionalto displacementofpermanentmagnet．Generationofpulseexcitationcurrentandsensingsignalprocessingcircuitsof detectingcoilaredesigned，twopulsesignalswhichreflecttimedifferenceareconvertedtopulsewidthmodulation (PWM)signa1．Therefore，twokindsofoutputreflectdisplacementareusedtooneis