意大利GEFRAN杰弗倫磁致伸縮位移傳感器
意大利GEFRAN杰弗倫磁致伸縮位移傳感器磁致伸縮位移傳感器的研制磁致伸縮位移傳感是利用磁致伸縮效應研制的傳感器。該傳感器可以實現非接觸、式測量，具有高精度、大量程的特點，特別是由于磁鐵和傳感器并無直接接觸，因此傳感器可應用在惡劣的工業環境，如易燃、易爆、易揮發、有腐蝕的場合。此外，傳感器能承受高溫高壓和高振蕩的環境。傳感器輸出信號為數值，所以即使電源中斷重接也不會對數據收構成問題，更無尖重新調整零位。由于傳感器組件都是非接觸的，所以即使測量過程理不斷重復的，也不會對傳感器造成任何磨損研制中涉及的關鍵技術有：
（1）大電流周期激發電路的設計；
（2）微弱信號的檢測、信號的濾波、放大、電壓比較、峰值檢驗波、電壓限幅等一系列電路的設計；
（3）基于單片機的高精度時間量測量。技術要求：測量范圍0～8cm，精度0.1mm。測量范圍不是很大，主要是受到實驗所用波導鋼絲本身長度的限制。
位移傳感器的原理磁致旋轉波位移傳感器，除位置磁鐵外，所有其他元器件都安裝在傳感器殼體內，組成傳感器的主體。位置磁鐵通常裝在一個運動部件A上而傳感器主體則裝在一個固定的部件B上。
傳感器工作時，電子信號和處理系統發給磁致波導鋼絲間隔為T的激勵脈沖電流ie該脈沖電流將產生一個圍繞波導鋼絲的旋轉磁場。位置磁鐵也產生一個固定的磁場。根據Widemanm效應，金屬隨其瞬間變形產生波導扭曲，使波導鋼絲產生磁致彈性伸縮，即形成一個磁致旋轉波。磁致旋轉波的傳播速度為 式中：G為波導管的剪切彈性模量；ρ為波導管密度。由于G和ρ均為恒定（對于一定的波導管來說）的，所以傳播速度也恒定。經過計算該旋轉波沿著波導鋼絲以2 800 m/s的速度向兩邊傳播。當它傳到波導鋼絲一端的波檢測器時被轉換成電信號ua·通過測量磁致旋轉波從位置磁鐵傳到波檢測器的時間tL就能確定位置磁鐵和波檢測器之間的距離。這樣，當部件A和B產生相對運動，通過磁致旋轉波位移傳感器就可以確定部件A的位置和速度。在波導鋼絲的另一端，磁致旋轉波將通過減波元件被大大削弱，以避免反射的波形對測量精度造成影響。波反射器是用于改善電信號ua的波形和加強電信號的大小。
2 位移傳感器的結構 　　
根據這個原理，設計了總體的電子信號系統方案來檢測這個磁致旋轉波并送人到MCS51微型計算機處理。數字信號處理系統。   
(1)產生一個周期激勵脈沖電流，該脈沖輸入波導鋼絲，以便圍繞波導鋼絲形成一個周期脈沖磁場。該脈沖的周期和寬度應通過微處理器編程來調節。為了獲得較強的脈沖磁場，激勵脈沖應具有足夠的能量，即足夠的電流。
(2)模擬信號處理，對從波檢測器（檢測線圈）輸出的位置脈沖信號進行濾波和放大，以便比較處理。
(3)對放大后的位置脈沖信號進行零位或峰值檢波，以便確定位置脈沖信號從位置磁鐵傳到檢測線圈的時間。
(4)時間測量和信號處理（數字或模擬信號處理）。
(5)位置信號輸出（數字電流和電壓，模擬電流和電壓）。
3 傳感器性能指標測試及結果為了給傳感器系統進行定標，搭建了測試平臺。測試平臺由傳感器主體、位置磁鐵、螺旋測微器、印制電路板、LCD、FDPS-50BA型電源（輸人220V，輸出±15V,5 V)組成。在搭建的平臺上面對傳感器的性能進行測量，主要包括傳感器的線性度，遲滯和重復性。
3.1 傳感器線性度 　　
測量：在傳感器測量整個0～80mm范圍內，旋動螺旋測微器分別每隔5mm記一組數據，位置磁鐵相應移動，連續取測量數據20組，
3.4 傳感器其他靜態特性
3.4.1 傳感器的分辨力經過測試系統測試，移動螺旋測微器±0.056mm，傳感器LCD顯示值改變±0.056mm。
3.4.2 穩定性在測試時，將傳感器設定在一固定點，然后分別在4h讀取數據1次，測得值分別為31.62 mm, 31.56 mm, 31.56nm, 31.62mm。穩定性誤差為0.06mm。傳感器通、斷電幾次后在此位置讀數，仍舊為31.62，驗證了磁致伸縮傳感器不受掉電影響。溫度穩定性是指傳感器在外界溫度變化下輸出量發生的變化。測量傳感器溫度穩定性時，分別在房間溫度為15℃和室外溫度為1℃測量，讀數變化為0.06 m，即溫度穩定性誤差為0.06 mm。
3.4.3 測試系統靈敏度移動螺旋測微器0.05mm，測到傳感器LCD屏上變化0.056mm，此測試系統的靈敏度為1.12。 　　
綜上，經過實驗測得傳感器的靜態特性，可知傳感器的線性度為0.387%，遲滯誤差為0.256%，重復性誤差為±0.287%,分辨力為0.056mm。磁致伸縮位移傳感器的自身精度很高，理論可以達到μm級，現在實際分辨力只有0.056mm。4 結束語在搭建的平臺上對磁致伸縮位移傳感器進行了進一步的誤差分析。誤差主要還是在傳感器的一些性能指標上。磁致伸縮傳感器的主體部分及位置磁鐵開發與研制，經實驗測試，結果理想，位置磁鐵在傳感器不同的位置都有一不同的信號反_映。信號處理電路中占空比可調的脈沖激發控制信號電路部分設計，經實際的電路調試結果理想。脈沖激發電路用不同方案設計并綜合考慮到實際電路實現，在ORCAD上模擬效果理想。進一步提高精度有幾種方案。比如用DSP芯片來測量位移。40MHz的TMS320LF2407型DSP芯片，時鐘周期t=1/40M=25ns, DSP無需分頻，則位移分辨率為70μm,也可以用復雜可編程邏輯器件（CPLD），它具有使用靈活、可靠性高、功能強大的優點，CPLD可實現系統編程，而且能重復多次，使用CPLD器件進行開發，不僅可以提高系統的集成化程度、可靠性和可擴充性，而且還可大大縮短產品的設計周期。磁致伸縮位移傳感器技術必將廣泛應用于我國的各項工業領域中。

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