双丝差动型磁致伸缩位移传感器结构设计.pdf

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1、第23卷第6期传感技术学报Vol_23No．62010年6月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJun．2010DesignmentofBi-WaveguideDiferentialMagnetostrictiveDisplacementSensorTAORuojie，ZHAOHui，LIUWeiwen，ZHANGYongfie，FENGJian(Departmentof[nstrumentScienceandTechnology，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，Chi

2、na)Abstract：Withthepurposeofdecliningtheinterferenceofallkindsofnoises，andimprovingthemeasuringpreci-sionefficiently，anewdifferentialmodelwithtwowaveguidesandtwocoilsforthesensorwasproposed．Thispaperanalyzedthedeficiencyoftraditionalsingle—coildisplacementsensor’Santi—interferenc

3、eabilityandprecision，withtestingtheelectrocircuitoutputsignals，theprecisionandthestability，thenewdesignmenttestifiedtoitssuperiori_tyinimprovingprecisionandanti—interferenceability，comparingthetraditionalsinglecoilstructure．Itprovidesanewideaforthemanufactureofmagnetostrictivedis

4、placementsensor．Keywords：displacementsensor；magnetostrictive；bi—waveguidediferential；respondingsignal；SNR；tempera—turecompensationEEACC：7230双丝差动型磁致伸缩位移传感器结构设计陶若杰，赵辉，刘伟文，张永杰，冯建(上海交通大学仪器技术及工程系，上海200240)摘要：为了降低现有磁致伸缩位移传感器信号的各种噪声干扰，有效的提高测量精度，减小误差，提出了一种新型的双丝差动结构设计方案；分析了传统单线圈磁致伸缩位移传感抗干

5、扰能力和精度的不足，并通过电路信号测试对比、传感器精度实验、稳定性实验对比论证了本方案在提高传感器精度和抗干扰能力方面的优势，为产品化的磁致伸缩传感器结构设计提供了一种全新的思路。关键词：位移传感器；磁致伸缩；双丝差动；感应信号；信噪比；温度补偿中图分类号：TP212．62文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)06—0799—04磁致伸缩位移传感器是利用磁致伸缩材料的威这种方法的问题是没有从信号源头处提高信噪德曼(Wiedeman)效应和威拉里(Villary)效应实现比2j，因而降低噪声的效果大大削弱。而且电路绝对位移的测量，它具有量程

6、大、非接触、精度高、速变得很复杂，调整困难，很难进一步提高精度。本文度快、防护等级高、成本低等卓越特性，因而广泛应针对现有技术的不足，提出一种双丝差动结构型式用于机械、建筑、机床等行业。国外量程高达18m的磁致伸缩位移传感器，采用独特的差动结构形式的磁致伸缩位移传感器精度可达0．025％FS或和磁屏蔽技术，不仅可以直接降低感应组件输出信0．508mm，并且可同时测量位移、液位、温度、等多号的噪声，提高原始测量信号的信噪比，提高抵抗空个参数，形成了系列产品。由于这种传感器是依间电磁场干扰的影响，而且可以在很大程度上削弱靠电磁信号工作的，因此不可避免地受到空

7、间电磁传感器内部干扰与误差的影响，缩短死区，提高测量场的电磁干扰的影响，从而使得检测线圈中引入各的精度，结构简单，易于实现。种不同规律的干扰信号(即电噪声)。另一方面，波1传感器结构及工作原理导丝本身受到激励后将产生随机振动，也会导致电噪声信号的产生。因此，降低噪声是磁致伸缩位移如图1所示，传感器由法兰、连接导线、双波导传感器必须解决的问题。目前大多数是采用电路处丝、感应线圈、骨架、屏蔽器、保护套管、磁铁组件、外理技术来减小噪声影响，提高测量精度和稳定性。壳、阻尼器、连接线、固定块和测量电路几个部分组收稿日期：2009—12—27修改日期：2010—01

8、—11800传感技术学报第23卷成。在每根波导丝的同侧端部分别设有感应线圈，的输