辊压机磁致伸缩位移传感器监测系统

辊压机压下机构主要由液压缸推动实现压下力和压下量的控制。辊压机压下机构位移量实时在线监控是实现辊压机数控化的重要基础，也是保证辊压件质量的基础。

磁致伸缩材料在磁化过程中因外磁场条件改变 会发生几何尺寸的可逆变化，利用这种效应 ( 磁致 伸缩效应) 及其逆效应设计出的绝对位移传感器-磁致伸缩位移传感器，可以实现对位移的非接 触式测量。这种传感器集高精度、非接触、可靠的稳定性、良好的重复性、高强度的环境适应能力、适中的成本等诸多优点于一身，因此，在诸如石油、化工、水利、航空等许多行业的各种罐储的液位测 量系统中都被广泛使用。

考虑到辊压机工作时设备温度变化范围大、外界干扰强烈等特点，可以使用基于磁致伸缩位移传感器的辊压机压下位移监测及误差补偿方法。通过理论分析和实验手段，对磁致伸缩位移传感器的精度影响因素进行研究。分析了磁致伸缩位移传感器的工作原理，结合传感器实际使用经验，确定外界环境干扰主要是使用环境温度的变化以及电磁干扰的影响，并通过理论分析磁致伸缩位移传感器受温度和电磁干扰的机理。使用最小二乘支持向量机补偿模型，针对温度变化和电磁干扰产生的误差进行补偿。实验研究结果表明，磁致伸缩位移传感器测量精度受使用环境温度和电磁干扰影响较大，使用本文研究的补偿模型后，可以减小温度和电磁干扰对传感器精度的影响。

辊压机正常工作时，需要多套电液伺服系统进行协同配合工作，辊压机压下轧辊控制系统如下图所示。主要由液压泵、电液伺服换向阀、油缸、调平平台、控制系统、数据采集系统以及各类型传感器等组成。各类型传感器主要有安装于液压系统中的流量、压力以及油缸位移传感器等。通 过数据采集卡将各类型传感器信号采集处理后反 馈至控制系统，由控制系统的控制决策得到各个油缸的动作指令，从而实现液压缸的控制。辊压机压下机构的驱动液压缸动作位移的实时在线监测是保证辊压件质量的基础。该设备使用博尔森科技有限公司高精度磁致伸缩传感器对辊压机压下机构的驱动液压缸 位移进行实时监测。

辊压机磁致伸缩位移传感器监测系统

当压下机构动作时，带动磁致伸缩位移传感器滑块一同动作。在激励脉冲通过单片机( MCU) 主控制器控制脉冲发生电路产生后，计时电路就会进入工作状态，波导丝上面会由于激励脉冲信号遇见活动滑块 (永磁体) 而发生磁致伸缩反应，进而产生扭转波。由磁致伸缩逆效应可知，接收装置会将返回的扭转波转化为电信号，也就是产生感生电动势，脉冲信号如果能够得到信号调理电路有效的处理，就会被发送到计时电路和单片机 (MCU)中去，这时MCU会接收到计时电路停止时传过来的数值。在经过计算之后，MCU会得到被测液体的准确液位，并将其显示在 LCD 上，并进一步以4 ～ 20 mA 和其他通讯方式传送给上位机或者其他设备。磁致伸缩位移传感器的电路原理如图所示。

磁致伸缩位移传感器电路原理图

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