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磁栅位移传感器

发布日期:2020-07-16 09:01

  磁栅位移传感器_材料科学_工程科技_专业资料。第 1 期 (总 第 182 期 ) 2014 年 02 月 机械工程与自动化 MECHANICALENGINEERING &AUTOMATION 文 章 编 号 :1672-6413(20

  第 1 期 (总 第 182 期 ) 2014 年 02 月 机械工程与自动化 MECHANICALENGINEERING &AUTOMATION 文 章 编 号 :1672-6413(2014)01-0200-02 No.1 Feb. 磁栅位移传感器 李瑾 (晋中职业技术学院 机电系,山西晋中030600) 摘要:分析了磁栅位移传感器的结构和工作原理,以及鉴相和鉴幅两种工作方式,并简要介绍了目前国内的 的磁栅数显装置芯片。 关键词:磁栅位移传感器;鉴相;鉴幅;数显装置 中 图 分 类 号 :TP212.13 文 献 标 识 码 :B 0 引 言 磁栅位移传感器是一种采用电磁方法记录磁波数 目 的 位 置 检 测 元 件 ,可 用 于 直 线 和 转 角 的 测 量 ,其 优 点 是精度高、复制简单 和 安 装 方 便,在 油 污、粉 尘 较 多 的 场 合 使 用 具 有 较 好 的 稳 定 性 。 文 献 [1-3]分 别 从 不 同 的方面对磁栅传感器 结 构、工 作 原 理 和 工 作 方 式 进 行 了分析。本文在此基 础 上,着 重 分 析 磁 栅 位 移 传 感 器 的结构和工作原理。 1 磁 栅 位 移 传 感 器 的 结 构 和 工 作 原 理 磁栅位移传感器 由 磁 尺、磁 头 和 检 测 电 路 3 部 分 组成。磁栅位移传感 器 是 用 录 磁 磁 头 将 相 等 节 距 (用 λ 表示)周期变化的磁信号录 到 磁 尺 上 做 基 准 尺,磁 尺 的结构如图1所示。 检 测 时,用 拾 磁 磁 头 读 取 记 录 在 磁尺上的磁信号,通 过 检 测 电 路 将 位 移 量 用 数 字 显 示 出来或送至位置控制系统。磁头是进行磁电转换的变 换 器 ,它 把 反 映 空 间 位 置 变 化 的 磁 化 信 号 检 测 出 来 ,转 换成电信号输送给检测装置中的关键元件。磁头的结 构 如 图 2 所 示 ,它 用 软 磁 材 料 制 成 ,上 面 有 两 组 串 联 的 励磁绕组和两组串联的拾磁绕组。在励磁绕组中通以 i=Imsinω2t(其 中,Im 为 励 磁 电 流 幅 值,ω 为 励 磁 电 流 频 率 )的 励 磁 电 流 时 ,两 励 磁 绕 组 产 生 两 个 方 向 相 反 的 磁通,与 磁 尺 作 用 于 磁 头 的 磁 通 Φ0 叠 加 在 拾 磁 绕 组 上就感应出 频 率 为 励 磁 电 流 频 率 两 倍 的 调 制 信 号 输 出 ,其 输 出 电 动 势 为 : e=Emsin2λπxsinωt . 其中:Em 为电动 势 幅 值;x 为 磁 头 在 磁 性 标 尺 上 的 位 移量。 2 磁 栅 信 号 处 理 方 式 双磁头是为了识 别 磁 栅 的 移 动 方 向 而 设 置 的,其 结构如图3所示。两磁头彼此相距(m± 14)λ(m 为 正 整数,且(m±14)λ≤磁尺总长度),它 们 的 输 出 电 动 势 分别是: e1=Emsin2λπxsinωt , e2=Emcos2λπxsinωt . 图 1 磁 尺 的 结 构 图 2 磁 头 的 结 构 图 3 双 磁 头 结 构 2.1 鉴 相 方 式 将第一个 磁 头 的 输 出 信 号 移 相 90°,两 磁 头 的 输 出电动势变为: 收 稿 日 期 :2013-05-27; 修 回 日 期 :2013-06-18 作者简介:李瑾 (1982-),女,山西平遥人,讲师,硕士,研究方向:机电一体化。 2014 年 第 1 期 李 瑾 :磁 栅 位 移 传 感 器 · 201 · e′1=Emsin2λπxcosωt , e2=Emcos2λπxsinwt . 将 两 路 输 出 相 加 ,则 获 得 总 输 出 : e=Emsin(ωt+2λπx)cosωt . 鉴相型磁栅传感器的原理框图如图4所示。 (2)磁尺 检 测 专 用 集 成 芯 片:其 主 要 功 能 为 提 供 磁头的励磁信号;对 磁 尺 励 磁 信 号 的 低 通 滤 波 和 功 率 放 大 ;对 放 大 器 输 出 信 号 进 行 滤 波 放 大 、限 幅 、整 形 ;接 收反馈信号对磁尺检出信号进行相位微调。 (3)磁尺细 分 专 用 集 成 芯 片:其 主 要 功 能 为 对 磁 尺 的 节 距 实 现 电 气 细 分 ,从 而 获 得 较 高 的 分 辨 力 。 (4)可逆计 数 芯 片:该 芯 片 带 有 六 位 十 进 制 同 步 可逆计数/显示驱 动 器。 可 以 逐 位 用 BCD 码 置 数,并 有异步清零功能。 图 5 鉴 幅 型 磁 栅 传 感 器 的 工 作 原 理 框 图 图 4 鉴 相 型 磁 栅 传 感 器 的 原 理 框 图 2.2 鉴 幅 方 式 磁头的位移量或与磁尺的相对位置是用输出信号 的幅值大小来反映的。经检波器去掉高频载波后可得: e″1=Emcos2λπx , e″2=Emsin2λπx . 鉴幅型磁栅传感器的工作原理如图5所示。 3 磁 栅 数 显 装 置 磁栅数显装置结构示意图如图6所示。 国产磁栅数显装置的 LSI芯片组成如下: (1)磁头放 大 器:其 主 要 功 能 为 两 输 入 信 号 的 放 大;一 个 输 入 信 号 移 相 90°;两 输 入 信 号 求 和 放 大;补 偿两只磁头特性所需的调整和来自数显表供给两只磁 头的励磁信号。 图 6 磁 栅 数 显 装 置 的 结 构 示 意 图 4 结 论 由于 磁 栅 价 格 低 于 光 栅,且 录 磁 方 便、易 于 安 装, 测 量 范 围 宽 ,抗 干 扰 能 力 强 ,因 此 在 实 际 中 得 到 了 广 泛 的应用。 参考文献: [1]司海立,程武山,孙鑫,等.磁 栅 位 移 传 感 器 在 步 进 电 机 控 制系统中的应 用 [J].工 业 仪 表 与 自 动 化 装 置 ,2009(2): 37-39. [2]郝双晖,刘吉柱,宋宝玉,等.新 型 绝 对 式 磁 栅 位 移 传 感 器 的 设 计 [J].高 电 压 技 术 ,2009(9):80-83. [3]郝明辉,刘勇,郝双晖,等.一 种 新 颖 的 绝 对 式 磁 栅 位 移 传 感 器 [J].电 机 与 控 制 学 报 ,2008(4):50-52. MagneticGridDisplacementSensor LIJin (DepartmentofMechatronics,JinzhongVocational& TechnicalCollege,Jinzhong030600,China) Abstract:Thepaperintroducedthestructureandoperatingprincipleofmagneticgriddisplacementsensor,analyzedthephase demodulationandtheamplitudediscriminationofmagneticgriddisplacementsensor,andbrieflydescribedthedigitaldisplaydevice chipofmagneticgriddisplacementsensorinChina. Keywords:magneticgriddisplacementsensor;phasedemodulation;amplitudediscrimination;digitaldisplaydevice 櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆 (上 接 第 119 页 ) ApplicationofAutomaticSubmergedArcWeldingProcessin PressureVesselWelding WANGMiao-fen (ForgingMachineryManufacturingCompanyofShougangChangzhiIron& SteelCo.,Ltd.,Changzhi046011,China) Abstract:Tosolvetheproblemexistinginweldingmetallurgyequipment,pressurevesselwiththethickwallsuchastheconverter body,asetoffeasibleschemeofthesubmergedarcweldingissummarizedafterrepeatedtests.Thispapermainlyintroducesthe issuesintheautomaticsubmergedarcweldingprocessofpressurevesselfromtheaspectsofweldinggroove,selectionofwelding material,requirementsofsteelplatebeforewelding,weldingparametersandprocessafterweldingetc. Keywords:submergedarcwelding;pressurevessel;weldingprocess