磁場強度對復(fù)合材料磁致伸縮應(yīng)變的影響

　　當(dāng)磁場強度H不同時，TPI/石墨復(fù)合材料在平行和垂直于磁場方向下磁致伸縮飽和應(yīng)變值不同。圖1表示復(fù)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(yīng)變飽和值隨H不同的變化趨勢。

　　在磁場作用下，復(fù)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(yīng)變，并且隨著磁場強度的增加，復(fù)合材料的磁致伸縮飽和應(yīng)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(yīng)變飽和值達到1.39×10（139ppm），而垂直于磁場方向的大飽和應(yīng)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(yīng)變飽和值達到1.71×10（171ppm），而垂直于磁場方向的大飽和應(yīng)變大約為2.34×10（234ppm）。

　　磁場作用時間對復(fù)合材料磁致伸縮應(yīng)變的影響

　　在恒定磁場作用下，TPI/石墨復(fù)合材料的磁致應(yīng)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(fù)合材料的λ不僅與H的大小有關(guān)，還和磁場作用時間有關(guān)。

　　隨著磁場作用時間的增大，復(fù)合材料的磁致伸縮應(yīng)變也隨之增加，該復(fù)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(fù)合材料磁致伸縮應(yīng)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(dāng)于短路了，會損壞產(chǎn)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(dāng)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(dāng)然穩(wěn)定的供電電源還是對產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)品替換下來，可能了解原來的產(chǎn)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(zhǔn)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(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(yīng)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(yù)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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)的高品質(zhì)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(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號被檢測到的時間來計算出磁場相交點的準(zhǔn)確位置。

　　一個磁場來自傳感器電子倉的電子部件所產(chǎn)生的脈沖激勵，該激勵脈沖產(chǎn)生的磁場沿著傳感器測桿內(nèi)用高磁致伸縮材料制成的波導(dǎo)絲以光速自電子倉端向尾端前進，當(dāng)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(dǎo)絲在相交點產(chǎn)生一個機械應(yīng)變脈沖，并以聲速從此點經(jīng)波導(dǎo)絲向電子倉端回傳，該應(yīng)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(yīng)變脈沖波，這之間的時間就是聲速在波導(dǎo)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(dāng)然確定了。當(dāng)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(yīng)、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(biāo)定，無須定期維護，因而被精確測量領(lǐng)域廣泛采用。