多位置检测型磁致伸缩直线位移传感器

单台传感器实现多路参数同步监测，在工业场景中具备显著优势。博尔森磁致伸缩直线位移传感器依托成熟传感技术，可在单根测杆上同时追踪多达20个运动点位。

传感器电路单元发射激励脉冲，脉冲形成的电磁场与测杆上各个定位磁环相互作用，在波导丝内激发弹性声波。传感单元会在对应全量程的时间窗口内，统一采集所有回传信号。

多路信号的总采集时长，与单磁环检测的最长耗时保持一致，因此同时检测多个点位不会额外增加响应时间。此外，多位置传感器与标准单点位传感器采用完全相同的核心技术，二者成本基本持平。单台博尔森传感器在设计范围内，可同步读取最多20组磁环位置数据。

磁环安装要求

多位置传感器的核心限制为相邻磁环间距：若磁环距离过近，回传信号会因波形叠加、干涉产生畸变，导致数据失效。规范安装要求任意两个磁环之间最小间距不低于75毫米。

绝大多数工况均可满足该间距要求。也可通过优化运动机构结构，保证磁环运行过程中始终维持75毫米最小距离。合理的机械设计与工艺流程，能够有效规避这一物理限制。

信号传输方案

如何将多路独立位置数据稳定传输至控制器，曾是应用难点。传统方案为每个磁环配置独立信号通道，例如双通道模拟传感器可对应两个磁环。但磁环数量增多后，模拟线路布线繁杂、综合成本大幅上升。

工业现场总线是多路数据传输的最优选择。博尔森总线型磁致伸缩传感器主流采用 Profibus DP 协议，CANbus 同样是成熟可靠的备选方案。两类总线抗干扰能力强、传输速率高，完全满足工业实时通讯需求。

多位置直线传感器的核心价值在于多合一替代传统多支传感器，既降低采购成本，又简化现场安装。每一只磁环均可实时输出绝对位置与运行速度数据。

---

工作原理

磁致伸缩传感器本质为声波检测器件。内部高精度计时单元，测算声波从基准点传播至活动磁环的耗时，结合固定声速计算磁环绝对位置。磁环与波导丝全程非接触运行，无机械磨损，使用寿命长久。

传感器四大核心部件：定位磁环、波导丝、拾取单元（声波转换模块）、驱动与信号调理电路。

1. 波导丝采用镍基磁致伸缩合金材质，瞬时激励电流沿波导丝传输，形成环绕杆体的轴向磁场。
2. 该磁场与外置永磁磁环的磁场交汇，触发磁致伸缩效应，使波导丝产生扭转应变，并形成机械压力波。
3. 应变波以约 2850 m/s 的声速向两端传播；向测杆末端传播的波形被阻尼机构吸收，避免反射信号造成干扰；另一路波形传输至拾取单元。
4. 波导丝、阻尼器、拾取单元整体合称传感组件（SE）。

系统记录激励脉冲发出至回波接收的时间差，结合声速换算出磁环实际位置。

驱动与调理电路负责输出精准时序脉冲，并将计时数据转换为各类标准信号：模拟电压、模拟电流、数字串行信号、高速工业总线信号等。

计算公式：
位置 = 传播时间* 声波速度

出厂阶段，每一支传感器均通过激光干涉仪精准标定波导丝内部声速，从源头保障整机测量精度。

---

产品性能与优势

传感器内置线性修正算法，综合精度可达 ±20 μm，分辨率高达 1 μm，适配高端运动控制系统。产品本身具备优异的抗振、抗冲击能力，长期稳定输出高精度数据，助力提升加工良品率、减少原料损耗。

• 最大测量行程：7000 mm 以上
• 可选柔性探杆结构，便于运输与现场安装
• 支持 EtherCAT 等工业以太网，响应速度更快、闭环控制更精准；运动控制场景典型刷新周期可达 100 μs

多位置传感器有效降低刀具、滑台、工装等单点位置反馈的综合成本。搭配自动化定位功能，大幅缩短设备换型时间，提升整机生产效率。

---

典型行业应用

一、纸张分切设备

纸张分切机是多磁环传感器最成熟的应用场景。单台博尔森磁致伸缩传感器搭配闭环控制系统，即可完成同一轴线上多把切刀的定位控制，定位精度更高、设备调试时间更短。单传感器驱动多组切刀，还能帮助设备小型化、降低整机制造成本。

部分宽幅分切机工作宽度可达10米，整轴布置多达60把切刀，现场通常采用多台20点位传感器组合使用。

以往操作人员依靠卷尺、量块手动调整并锁紧刀座，单次换产耗时数小时；如今借助多位置反馈技术，设备参数切换可在数秒内完成。

二、胶带复卷设备

胶带复卷机负责母卷分切与成品收卷。传统工况依靠人工逐一调整切刀与收卷机构位置；搭载多磁环磁致伸缩传感器后，所有收卷单元的位置可实现全程连续监测与自动调控。

三、注塑成型设备

注塑机需配套两套高速多位置传感器：一组监测射胶油缸与移动滑台，另一组负责动模板与顶出机构检测。系统对位置、速度、加速度的同步控制响应速度要求极高。

早年注塑机大量采用接近开关阵列实现循环动作控制，操作人员需要反复挪动开关位置来调整工艺，调试工作量大且控制精度有限。目前博尔森磁致伸缩直线传感器已全面替代传统接近开关，显著提升调试效率与运行速度。

该产品尤其适配大行程注塑设备，有效测量行程可达5000 mm以上，分辨率低至1 μm。

---

总结

多位置直线位移传感器，有效降低单轴位置反馈成本，同时大幅减少设备停机调试时长。

原理补充图示说明

1. 电流脉冲产生电磁场，与定位磁环磁场耦合，激发沿波导丝传播的磁致伸缩应变波，拾取线圈与偏置磁铁负责捕捉回波信号。
2. 多磁环传感器中，每一枚磁环都会产生独立回波，通过脉冲收发时间差计算对应点位坐标。
3. 注塑设备应用：单支传感器可同时监测射胶螺杆、移动滑台、模具、顶出机构等多个部件位置。
4. 纸张分切设备应用：单支磁致伸缩直线传感器统一完成整轴所有切刀的位置监测。