[发明专利]一种销式压磁传感器及包括该传感器的控制系统

说明书

本发明公开了一种销式压磁传感器及包括该传感器的控制系统，包括传感器本体，所述的传感器本体主要包括压磁元件，压磁元件包括中心承力筒、支架、十字励磁磁芯及其绕组、感应磁芯及其绕组和中间磁路；中心承力筒的中心位置固定所述的十字励磁磁芯，在十字励磁磁芯上设有X向励磁绕组N_X和Y向励磁绕组N_Y；在中心承力筒的两端各设有一个支架，在每个支架上安装有感应磁芯，在感应磁芯上设有感应绕组。相比于传统的压磁式力传感器，本发明可以改进其量程较大但是精度不准的缺点，在达到较大量程时保证较高的精度；设置了自动调整量程的装置，可根据使用环境的需要调整量程，可以适应更多的测量环境，耗能更低。

技术领域

本发明涉及一种通过改善内部磁路结构提高灵敏度的磁致伸缩传感器及包括该传感器的控制系统，属于力测量技术领域。

背景技术

力是工程应用过程中常见的重要参数之一，力的测量在实际工作中极为重要，它直接关系到工作的安全和效率等因素，工业中常用在力的作用下产生某种物理效应，例如压磁效应、压电效应等，将力转化成与力的大小成比例的电信号的方法来测量力。

磁致伸缩传感器由磁致伸缩材料作为压磁元件，利用磁致逆伸缩效应制成，其工作原理是将外力的变化转化为磁场的变化，检测其感应电动势的大小以反映力的大小。该方法在工业控制系统中应用广泛，具有承载能力强、适应恶劣工作环境、输出功率大等优点。磁致伸缩传感器的灵敏度是衡量性能的关键指标，性能主要由其结构决定。因此，通过改变传感器的结构，改善力与输出电压之间的关系以提高灵敏度变得尤为重要。

发明人发现现有的柱状磁芯型力传感器在工作时，励磁磁芯只能在一个方向上受外力的影响发生剪切变形，造成传感器力—磁—电转换效率过低。

发明内容

本发明针对现有的柱状磁芯型力传感器在工作时，励磁磁芯只能在一个方向上受外力的影响发生剪切变形，造成传感器力—磁—电转换效率过低的问题，提出一种能在正交方向上同时受力的十字压磁元件及包括该元件的销式压磁传感器及控制系统。

为了实上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明公开了一种销式压磁传感器，包括传感器本体，在传感器本体包括一个壳体和一个压磁元件；在所述的壳体上设有输入端口和输出端口；在所述的壳体内固定有压磁元件，所述压磁元件包括中心承力筒、支架、十字励磁磁芯及其绕组、感应磁芯及其绕组和中间磁路；中心承力筒的中心位置固定所述的十字励磁磁芯，在所述的十字励磁磁芯上设有X向励磁绕组N_X和Y向励磁绕组N_Y；在中心承力筒的两端各设有一个支架，在每个支架上安装有感应磁芯，在所述的感应磁芯上设有感应绕组。

作为进一步的技术方案，所述的十字励磁磁芯为一个前后左右对称结构，励磁磁芯采用磁致伸缩材料，其饱和磁致伸缩系数λ＞0。

作为进一步的技术方案，所述的感应绕组相对于中心承力筒的中心对称设置。

作为进一步的技术方案，所述的压磁元件通过上限位件和下限位件固定在所述的外壳内。

作为进一步的技术方案，所述的下限位件或者上限位件高度可调。

作为进一步的技术方案，所述的外壳一端封闭，另一端敞口，所述的敞口端与盖体配合。

作为进一步的技术方案，在所述的盖体上设有输入端口和输出端口。

第二方面，本发明还提供了一种销式压磁传感器控制系统，包括所述的销式压磁传感器，所述的销式压磁传感器的输入端口与励磁及电源控制器相连；所述的输出端口与测量及输出控制器相连。

作为进一步的技术方案，所述的励磁及电源控制器包括量程选择器、调压电路、输出PLC和外接交流电源，所述的输出PLC与输入端口相连，输出PLC与调压电路相连，调压电路与量程选择器相连，所述的量程选择器与外接交流电源相连。