磁場強度對復合材料磁致伸縮應變的影響

　　當磁場強度H不同時，TPI/石墨復合材料在平行和垂直于磁場方向下磁致伸縮飽和應變值不同。圖1表示復合材料試樣在磁場作用下平行和垂直于磁場方向的磁致伸縮應變飽和值隨H不同的變化趨勢。

　　在磁場作用下，復合材料在平行于磁場強度方向以及垂直于磁場方向這兩個方向均發(fā)生了比較明顯的磁致伸縮應變，并且隨著磁場強度的增加，復合材料的磁致伸縮飽和應變值逐漸增大。

　　在0.8T恒定磁場作用下，平行于磁場強度方向的大磁致伸縮應變飽和值達到1.39×10（139ppm），而垂直于磁場方向的大飽和應變大約為1.75×10（175ppm）；在1.0T恒定磁場作用下，平行于磁場強度方向的大磁致伸縮應變飽和值達到1.71×10（171ppm），而垂直于磁場方向的大飽和應變大約為2.34×10（234ppm）。

　　磁場作用時間對復合材料磁致伸縮應變的影響

　　在恒定磁場作用下，TPI/石墨復合材料的磁致應變λ會隨著時間的延長而處于持續(xù)增大的狀態(tài)直至后達到相對的飽和狀態(tài)，這表明該復合材料的λ不僅與H的大小有關，還和磁場作用時間有關。

　　隨著磁場作用時間的增大，復合材料的磁致伸縮應變也隨之增加，該復合材料較之傳統(tǒng)的無機磁致伸縮材料而言具有一定的磁致滯后現(xiàn)象；同時，還可以看出隨著石墨粒子的含量的增加，復合材料磁致伸縮應變值也隨之增加。

　　磁致伸縮傳感器接線方法

　　電壓和電流輸出的負載是不一樣的，電壓的負載時要求電阻越大越好，一般不要小于1，000Ω，太小時就相當于短路了，會損壞產品；電流的負載是要求電阻越小越好，一般不要大于1，000Ω，太大時就相當于開路了，沒有電流流通。所以電流輸出的負載和電壓輸出的負載是不一樣的而且一定要注意：電壓輸出時，負載不能短路，否則會使負荷太大，燒毀電路；而電流輸出時，負載不能開路，否則會使負載增加而燒毀電路。這兩點一定要清楚。至于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，在電阻上有電壓，也是取用電壓信號。

　　安裝接線：磁致尺對電壓的波動可以接受，可以使用12V~36V的電源，當然穩(wěn)定的供電電源還是對產品的精度更有好處，但對靜電還是要采取一些措施。除線路板內部采取了很多措施外，傳輸線有屏蔽線（雙重屏蔽：編織網(wǎng)和錫包層，可以抗高、低頻干擾）,還有接地端子，必須保證可靠接地（抗靜電干擾）。上述幾項措施缺一不可。

　　一般情況下，客戶的產品替換下來，可能了解原來的產品是電流型還是電壓型，但訂了貨卻不知道如何安裝。如：原來的電壓型是五線甚至七線的，而我們的四線的（電源+、-、信號線、地線）一般棕色或紅色是直流電源正極，藍色或黑色是負極，可以用萬用表的電壓檔位測可能的正、負極之間的電壓值，如果沒有把握，就可以在可能的正、負極之間接一個1000Ω的電阻，再測量電阻之間的電壓值，確認正負極性后，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(xiàn)穩(wěn)定的大值，如果是，再用負極去短路剛才驗證的那根線，同時看電腦顯示是否出現(xiàn)穩(wěn)定的小值，如果是，就是信號線了。這就確定了+、-、和信號線了。如果信號線非常難以確定，上述方法行不通，可能就是該傳感器的電源與電腦的電源沒有共地，沒有共地，就沒有一個基準值，該傳感器的電源相對電腦電源就是浮動電壓值。因此，必須將該傳感器的電源負極與電腦的電源負極短接。上述問題自然解決。這很容易出現(xiàn)在維修設備的過程中。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，就不能這樣實驗了。因為，電流型輸出負載不能開路，否則，容易過載損壞傳感器。對于，三線制輸出的傳感器，應該先在傳感器信號線與負極之間先接一個電阻1000Ω短路，以免誤操作時過載。在預先弄清楚正負極的情況下，接好傳感器的正負極接線，再將信號線分別與其余幾根線短路，看有無穩(wěn)定的顯示。如有，可確定信號線的接線。然后在停電的情況下，取下原來短接的那個電阻，再接好線，然后才能送電。注意信號線一定不能開路。

　　對于傳輸距離較長，但是電腦有需要電壓輸出信號，可以選用電流輸出信號進行傳輸，到了電腦邊再將電流信號轉換成電壓信號，方法很簡單，只需要在輸出與電源負極之間接入一個標準的高品質電阻就可以。

　　磁致伸縮液位傳感器的工作原理

　　利用兩個不同磁場相交時產生的應變脈沖信號被檢測到的時間來計算出磁場相交點的準確位置。

　　一個磁場來自傳感器電子倉的電子部件所產生的脈沖激勵，該激勵脈沖產生的磁場沿著傳感器測桿內用高磁致伸縮材料制成的波導絲以光速自電子倉端向尾端前進，當與活動的磁場（該永磁鐵一般安裝在需要檢測位置的動板上）相交時，由于磁致伸縮現(xiàn)象，波導絲在相交點產生一個機械應變脈沖，并以聲速從此點經波導絲向電子倉端回傳，該應變脈沖被電子倉中的檢測電路探測到。

　　因此，從發(fā)射一個主動脈沖波到接收到一個應變脈沖波，這之間的時間就是聲速在波導絲中傳遞的時間（此處已忽略了主動波運行的時間，實際影響只有0.0001%），已知聲速（固定量為3000m/s）和傳遞時間，這一距離就當然確定了。當永磁鐵運動至新的位置時，重新確定上述測量。

　　因此，磁致伸縮位移傳感器具有高精度、高響應、低遲滯、高可靠性、非接觸、壽命長、穩(wěn)定性高、安裝方便等優(yōu)點，無須重新標定，無須定期維護，因而被精確測量領域廣泛采用。