發(fā)布時(shí)間:2025-09-04
點(diǎn)擊次數(shù): 在工業(yè)自動(dòng)化和精密控制領(lǐng)域,位置測(cè)量技術(shù)的精準(zhǔn)性與可靠性直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。測(cè)量技術(shù)主要分為相對(duì)測(cè)量與絕對(duì)測(cè)量?jī)纱箢悺O鄬?duì)測(cè)量系統(tǒng)依賴于一個(gè)預(yù)設(shè)的參考點(diǎn),一旦斷電或發(fā)生位移,就必須重新尋零,這不僅增加了系統(tǒng)復(fù)雜性,也引入了潛在的中斷風(fēng)險(xiǎn)。而絕對(duì)測(cè)量技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)在于,它能夠在系統(tǒng)上電的瞬間即刻獲知當(dāng)前位置,無(wú)需執(zhí)行繁瑣的回零操作,極大提升了設(shè)備的響應(yīng)速度和運(yùn)行效率。

磁致伸縮技術(shù)的核心原理在于其巧妙地利用了材料的磁致伸縮效應(yīng)。這種特殊的物理效應(yīng)是指某些鐵磁材料(如鐵鈷合金)在交變磁場(chǎng)的作用下,其自身的長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生微小的彈性變化。更為關(guān)鍵的是,這一效應(yīng)是可逆的,即當(dāng)材料發(fā)生機(jī)械應(yīng)變時(shí),其內(nèi)部的磁化狀態(tài)也會(huì)隨之改變,這被稱為維拉里效應(yīng)。正是這種獨(dú)特的物理現(xiàn)象,為高精度的位置檢測(cè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
磁致伸縮絕對(duì)位置測(cè)量系統(tǒng)的工作機(jī)制是一個(gè)精妙的物理過(guò)程。該系統(tǒng)主要由波導(dǎo)絲、位置磁鐵和檢測(cè)線圈組成。工作時(shí),控制器在波導(dǎo)絲上施加一個(gè)電流詢問(wèn)脈沖,該脈沖會(huì)產(chǎn)生一個(gè)環(huán)繞波導(dǎo)絲的周向磁場(chǎng)。位置磁鐵固定在被測(cè)物體上,其產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)與詢問(wèn)脈沖的周向磁場(chǎng)在磁鐵所在位置發(fā)生疊加,引發(fā)波導(dǎo)絲材料發(fā)生瞬時(shí)的磁致伸縮效應(yīng),產(chǎn)生一個(gè)微小的機(jī)械扭應(yīng)力波。
這個(gè)扭應(yīng)力波以恒定的聲速沿波導(dǎo)絲向兩端傳播。當(dāng)它傳播到波導(dǎo)絲末端的檢測(cè)線圈時(shí),線圈會(huì)因維拉里效應(yīng)感知到這種機(jī)械應(yīng)變,并將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)可檢測(cè)的電信號(hào)返回。控制器通過(guò)精確計(jì)算從發(fā)出詢問(wèn)脈沖到接收到返回信號(hào)之間的時(shí)間差,再乘以已知的聲速,就能極其精確地計(jì)算出位置磁鐵所在的絕對(duì)位置。這個(gè)測(cè)量過(guò)程是自我包含的,每一次測(cè)量都是獨(dú)立的,與之前的任何狀態(tài)無(wú)關(guān),因此實(shí)現(xiàn)了真正的絕對(duì)位置測(cè)量。
與傳統(tǒng)的相對(duì)編碼器或增量式系統(tǒng)相比,磁致伸縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)的絕對(duì)測(cè)量擁有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。它徹底消除了因斷電、干擾或意外移動(dòng)而必須進(jìn)行的尋零操作,實(shí)現(xiàn)了即開即用、永不丟失位置信息。其非接觸式的測(cè)量方式避免了機(jī)械磨損,保證了極長(zhǎng)的使用壽命和高可靠性。同時(shí),該技術(shù)具備極高的分辨率和重復(fù)精度,能夠滿足最嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用需求,廣泛應(yīng)用于液壓缸定位、伺服反饋、閥門控制和機(jī)器人等領(lǐng)域,成為高端精密控制系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。