MTS R系列V RP5传感器基于磁致伸缩效应,通过非接触式测量技术实现高精度位移检测,其结构原理可详细描述为以下几个核心部分:
一、核心组件
波导管:由铁磁材料制成,是传感器的核心部件。它负责传输电流脉冲产生的磁场,并作为应变脉冲的传播介质。
电子仓:包含激励模块和信号转换器。激励模块产生短电流脉冲(1-3μs),沿波导管传输;信号转换器则负责检测应变脉冲,并将其转换为电信号。
活动磁环:固定在被测物体上,与波导管无物理接触。它产生一个静态磁场,与波导管内的动态磁场相互作用,触发应变脉冲。
二、工作原理
电流脉冲激发:电子仓内的激励模块产生短电流脉冲,沿波导管传输。
环形磁场形成:电流脉冲在波导管内产生环形磁场,该磁场与活动磁环的磁场相互作用。
维德曼效应触发应变脉冲:由于磁致伸缩效应(维德曼效应),电流脉冲的磁场与活动磁环的磁场交互,触发波导管的扭转机械波(应变脉冲)。
应变脉冲传播:应变波以声速(约2850m/s)沿波导管传播,方向包括向起始端和末端。
信号转换与时间差测量:波导管起始端的信号转换器检测应变波,将其转换为电信号。通过测量电流脉冲发射到应变波接收的时间差,结合已知声速,精确计算活动磁环的绝对位置(位移值)。
三、结构特点
非接触式测量:活动磁环与波导管无物理接触,避免了机械磨损,提高了传感器的使用寿命(超过1亿次循环)。
高精度与实时性:分辨率可达0.1μm(SSI模式),更新速率最高4000次/秒,支持动态过程实时监测。
多协议兼容:输出信号包括Profinet、EtherCAT、SSI、模拟量等,适配不同控制系统。
恶劣环境适应性:波导管封装于不锈钢或铝制外壳(IP67/IP68),抵御油污、粉尘、高温(-40℃至+85℃)及高压(≤34MPa)。
