磁致(zhì)伸縮材料的選擇
自從發現物質的磁致伸縮效應(yīng)後,人們就一直想利用這一物(wù)理效應來製造有用的功能器件與設備。為此人們研究和發(fā)展(zhǎn)了一係列(liè)磁致伸縮材料(liào),主要有三大類:即:磁致伸縮的金(jīn)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(hé)金等)和鐵氧(yǎng)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(chēng)為傳統磁致伸縮材料(liào),其λ值(在20—80ppm之間)過小,它們沒有得到(dào)推廣(guǎng)應(yīng)用,後來人們發現了電致伸縮(suō)材料,如( Pb, Zr,Ti)C03材料,(簡稱為 P ZT或稱(chēng)壓電陶瓷材料(liào)),其電致伸縮係數比(bǐ)金(jīn)屬與合金的(de)大約200~400ppm,它很快得到(dào)廣泛(fàn)應用(yòng);第三大(dà)類是近期發展的稀(xī)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(tǐ)的合金
Tbo0.3Dy0.7Fe1.95材料(下麵簡稱 T b-Dy— Fe材料)的λ達到1500~2000ppm,比前兩(liǎng)類材料的λ大1~2個數量級,因此(cǐ)稱為(wéi)稀土超磁致伸縮材料。
和傳統超磁致伸縮材料(liào)及壓電陶瓷材料(PZT)相比,稀土超(chāo)磁致伸縮材料(liào)是佼佼者,它具有下(xià)列(liè)優點:磁致伸縮應變λ比純 N i大50倍,比PZT材料大5—25倍(bèi),比純 N i和 Ni-Co合金高400~800倍;磁致伸縮應變(biàn)時產生的推力很大,直徑約l0mm的 Tb-Dy-Fe的(de)棒材,磁致伸縮(suō)時產生約200公斤(jīn)的推力。能(néng)量轉換效率(lǜ)(用機電耦合係數 K33表示)高達70%,而 Ni基合金僅有16%,PZT材料僅有40~60%;其彈性模(mó)量隨磁場而變化,可(kě)調控;響應時間(由施加磁場到產生相應的應變λ所需的時間稱響(xiǎng)應時間)僅(jǐn)百萬分之一秒,比人的(de)思維還快;頻率特性(xìng)好,可在低頻率(幾十至1000赫(hè)茲)下工作,工作頻帶寬;穩定性好,可靠性高,其磁致伸縮性能不(bú)隨時間而變化,無疲勞,無過熱失效問題。
磁致伸縮位移傳(chuán)感器主要特點
1、位移行程自由可選,常規產品50mm~8000mm,特殊非標產品可(kě)接受定製(zhì)。
2、寬泛的供電電壓選(xuǎn)擇:10~30Vdc;
3、分辨率可選擇:0.005mm、0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.1mm;
4、安裝方(fāng)式(shì)可根據用戶要求定製內置式或外置式(其他);
5、環境(jìng)使用溫度-45℃~+90℃;
6、多種出線方式可供選擇,直出線纜、總線式M12×5針公頭、M12×5孔母頭、M12×4針電源公頭;
7、磁環數量可選擇1~3個;
8、材質:電子倉選用高強度鋁合金型材,測杆采用304不鏽鋼,抗壓耐(nài)腐蝕;
9、磁致伸縮液位傳感器耐壓可達35MPa,高耐壓峰值達(dá)到68MPa;
磁致伸縮傳感器接線方法
電壓和(hé)電流輸出的負載是(shì)不一樣的,電壓的負載時要(yào)求電阻越大越好,一(yī)般不要小於1,000Ω,太小時就相當於短路了,會(huì)損壞產品;電流的負(fù)載是要求電阻越小越好,一般不(bú)要大於1,000Ω,太大時就相當於開路(lù)了,沒有電流流通。所以電流輸出的負載和電壓(yā)輸出的負載***是不一樣的而且一定要注意:電壓輸出時,負載(zǎi)不能短路(lù),否則會(huì)使負荷太大,燒毀電路;而電流輸出時,負載不能開路,否則會(huì)使負載增(zēng)加而(ér)燒毀電路。這兩點(diǎn)一定(dìng)要清(qīng)楚。至於電壓輸出和電流輸出,到了機器上終的用途還是一樣的,電壓輸出直接用電壓信號,電流信號流過電阻,在電阻(zǔ)上有電壓,也是取用電壓信號。
安裝接線:磁致尺對電壓的(de)波動可以(yǐ)接受,可以使用12V~36V的電源,當然穩定的供電電源還是(shì)對產品的精度更有好處,但對(duì)靜電還是要采取一些措施。除線路板內部采取了很多措(cuò)施外,傳輸線有屏蔽(bì)線(雙重屏蔽:編織網和錫(xī)包層,可以(yǐ)抗高、低頻幹擾),還有接地端(duān)子,必須保證可靠接地(抗靜電(diàn)幹擾)。上述幾項措施缺(quē)一不可。
一般情況下,客戶的產品替換(huàn)下來,可能了(le)解原來的產品是電流型還是電(diàn)壓型,但訂了貨卻不知道如何安裝。如:原(yuán)來的電壓型是五線甚至七線的,而97视频的四線的(電源+、-、信號線、地線)一(yī)般棕色或紅色是直流電源正極,藍色或黑色是負極(jí),可以用萬用表的電壓檔位(wèi)測(cè)可能的正、負極之間的電壓值,如果沒有把握,就可以在可(kě)能的正、負極之間接一個1000Ω的電阻,再測量電阻之間的電壓值,確(què)認(rèn)正負極(jí)性後,用正極分別去短路剩下的幾根線,同時看電腦顯示是否出現穩定的大(dà)值,如果是,再用負極去短路剛才驗證的那(nà)根線,同(tóng)時看電腦顯示是否出(chū)現穩定的小值,如果是,就是信號線了(le)。這就確定了(le)+、-、和信號線了。如果信號(hào)線非常難(nán)以確定,上述方法行不通(tōng),可能就是(shì)該(gāi)傳感器的電源與電腦的電源沒有共地,沒有共地,就沒有一個基準(zhǔn)值,該傳感(gǎn)器的電源相對電(diàn)腦電源就是浮動電壓值。因此,必(bì)須將該傳感器(qì)的(de)電源負極與電腦的電源負極短接。上述問題自然解決。這很(hěn)容易出(chū)現在維修設(shè)備的過程中。其它的幾根線不要管,用電工膠綁起即可。
如果是電流型輸出的傳感器,就不(bú)能這樣實驗了。因(yīn)為,電流型輸出負載不能開路(lù),否則,容易過載損壞傳感(gǎn)器。對於,三線製輸出的(de)傳感器,應該先在傳感器(qì)信號線與負極之間先接(jiē)一個電阻1000Ω短路,以免誤操作(zuò)時過載。在預先弄清(qīng)楚正負極的(de)情況(kuàng)下,接好傳感器的正負極接線,再將信號線分別(bié)與其餘幾根線短路,看有無穩定的(de)顯示。如有,可確定信號線的接線。然(rán)後在停電的情(qíng)況下,取下(xià)原來短接的那個電阻,再接好線,然後才能送電。注意信(xìn)號線一定不能開路。
對(duì)於傳輸距離較長,但是電腦有需(xū)要電壓輸出信號,可以選(xuǎn)用電流(liú)輸出信號進(jìn)行傳輸,到了電腦邊再(zài)將電流信號轉換成(chéng)電壓信號,方法很簡(jiǎn)單,隻需(xū)要(yào)在輸出與電源負極之間(jiān)接入一個標準(zhǔn)的(de)高品質電阻就可以。
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