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磁致伸縮位移傳感器具有高精度、高穩(wěn)定、非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，在超精密儀器、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)研究者在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的磁致伸縮位移傳感器輸出電壓模型、扭轉(zhuǎn)波衰減特性分析以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化等方面做了大量的研究工作。在某些需要對(duì)多位移量進(jìn)行同步測(cè)量的工作場(chǎng)合中,如雙擠壓結(jié)構(gòu)的壓塊機(jī)、自動(dòng)化流水線等,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的磁致伸縮位移傳感器無(wú)法滿足測(cè)量需求,因此采用多磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)單次多點(diǎn)的位置測(cè)量,但由于多磁環(huán)傳感器各磁環(huán)間偏置磁場(chǎng)的疊加,嚴(yán)重影響傳感器磁環(huán)間的距離測(cè)量,如MTS多磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器在安裝中統(tǒng)一要求兩個(gè)磁環(huán)最小間距為75mm,即磁環(huán)間測(cè)量盲區(qū)為75mm,這大大限制了磁環(huán)間的測(cè)量距離同時(shí)磁環(huán)間的安裝間距問(wèn)題也在困擾著廣大用戶。

本文首先對(duì)雙磁環(huán)偏置磁場(chǎng)下傳感器的輸出電壓進(jìn)行分析,建立了雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器的輸出電壓模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，利用該模型可以通過(guò)預(yù)測(cè)雙磁環(huán)間距的最小距離，選擇合適的磁環(huán)進(jìn)行安裝,從而減小雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器磁環(huán)間的測(cè)量盲區(qū)。

1、雙磁環(huán)位移傳感器的輸出電壓模型

1.1 雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器工作原理

雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器結(jié)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)電路、波導(dǎo)絲、環(huán)形永磁體、檢測(cè)裝置、阻尼裝置等組成當(dāng)傳感器工作時(shí),脈沖驅(qū)動(dòng)電流到達(dá)檢測(cè)線圈、環(huán)形永磁體處。脈沖電流瞬間產(chǎn)生的周向磁場(chǎng)與環(huán)形永磁體產(chǎn)生的軸向磁場(chǎng)疊加，形成螺旋磁場(chǎng)?；谖旱侣?yīng),磁場(chǎng)疊加處會(huì)使波導(dǎo)絲產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)形變。兩個(gè)環(huán)形永磁體同時(shí)工作形成兩個(gè)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波并以速度ｖ分別向磁環(huán)兩側(cè)傳播。當(dāng)檢測(cè)線圈檢測(cè)到扭轉(zhuǎn)波信號(hào)，線圈兩端會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)。通過(guò)采集扭轉(zhuǎn)波傳輸時(shí)間 t1、t2即脈沖發(fā)出時(shí)間與兩個(gè)扭轉(zhuǎn)波被檢測(cè)到的時(shí)間之間的時(shí)間差，環(huán)形永磁體與檢測(cè)線圈之間的距離為S1、S2，得到位移傳感器兩個(gè)檢測(cè)位移量為S1=vt1 ，S2=vt2_。波的傳播具有獨(dú)立性。兩個(gè)扭轉(zhuǎn)波產(chǎn)生后會(huì)在傳播中相遇，但互不影響。檢測(cè)線圈可以檢測(cè)到兩個(gè)獨(dú)立的電壓信號(hào)?從而完成測(cè)量任務(wù)。 傳感器兩端裝有阻尼裝置，可以有效減小反射波的干擾。

1.2 測(cè)量盲區(qū)產(chǎn)生的原因

由雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器的測(cè)量原理可知，要測(cè)量環(huán)形永磁體與檢測(cè)線圈之間的距離，需準(zhǔn)確測(cè)量應(yīng)力波在永磁體與檢測(cè)線圈之間的傳播時(shí)間。目前確定應(yīng)力波傳播時(shí)間的方法主要有閾值法和峰值法兩種。但兩種檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是，輸出電壓幅值的變化會(huì)嚴(yán)重影響應(yīng)力波傳播時(shí)間的確定，使傳感器檢測(cè)失效?因此輸出電壓幅值的穩(wěn)定是準(zhǔn)確測(cè)量位移的關(guān)鍵。

螺旋磁場(chǎng)下位移傳感器輸出電壓的變化，從中可以發(fā)現(xiàn)偏置磁場(chǎng)的變化會(huì)嚴(yán)重影響輸出電壓的變化。雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器有兩個(gè)磁環(huán)，由于磁環(huán)剩磁的存在，兩個(gè)磁環(huán)在一定距離內(nèi)，磁環(huán)的剩余磁場(chǎng)強(qiáng)度與另一磁環(huán)的中心磁場(chǎng)強(qiáng)度疊加形成的新的偏置磁場(chǎng)，會(huì)導(dǎo)致輸出電壓變化，從而使傳感器檢測(cè)失效?產(chǎn)生測(cè)量盲區(qū)。

1.3 雙磁環(huán)位移傳感器的輸出電壓模型

單匝載流圓形線圈中穩(wěn)定電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)可用畢奧-薩伐定律表示。根據(jù)該定律，單匝載流圓形線圈軸線的任意點(diǎn)ｙ處的軸向磁場(chǎng)By可以表示為：By(y)=2(Ru20＋I(xiàn)Ry22)3/2。R為單匝載流圓形線圈的半徑，μ_０為真空介磁常數(shù)，根據(jù)單匝載流圓形線圈軸線上軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布，可以得到表面電流密度為Ｉ′和長(zhǎng)度為2a的無(wú)限薄螺線管軸線上任一點(diǎn)的軸向磁場(chǎng)：^By(y)=μ２^０Ｉ′^êêé_? (y＋ya＋)a2 ＋R2－(ｙ－ya－)a2＋R2 ^ú_?ù^ú 軸向磁化的環(huán)形永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)根據(jù)等效電流模型，可以近似地等效為兩個(gè)具有相同的長(zhǎng)度和相同的電流密度，不同半徑的平行的無(wú)限薄螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)合成。磁致伸縮位移傳感器采用軸向磁化的環(huán)形永磁體作為偏置磁場(chǎng)為同向放置的兩個(gè)規(guī)格相同的環(huán)形永磁體。以磁環(huán)１的中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。ｙ軸為磁環(huán)軸線方向從而可以得到磁環(huán)１在磁環(huán)２中心處沿ｙ軸方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

By１(ｙ)=Ｂ２ｒ１{éêê? (ｙ＋ｙｌ＋)ｌ２ ＋R22－ (ｙ－ｙｌ－)ｌ２ ＋R22 ?ùúú －

       éê^ê? (ｙ＋ｙｌ＋)ｌ２ ＋R2_１ － (ｙ－ｙｌ－)ｌ２ ＋Ｒ２_１ ú^úù?}式中:Ｂ_ｒ１為磁環(huán)１的剩余磁化強(qiáng)度R_１和R_２分別為環(huán)形永磁體的內(nèi)半徑和外半徑ｌ為磁環(huán)厚度的一半。ｙ是磁環(huán)1與磁環(huán)２之間的間距。根據(jù)環(huán)形永磁體中心軸線上某點(diǎn)沿Ｚ軸方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可以得到磁環(huán)１在磁環(huán)２中心處沿ｙ軸方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度為:= Ｂ^ｙ１  Ｈ′_{１μ，式中:μ為空氣磁導(dǎo)率? 釹鐵硼材料的磁環(huán)回復(fù)磁導(dǎo)率為μｃ=1.05與空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率接近。則在進(jìn)行計(jì)算時(shí)可以將兩個(gè)釹鐵硼材料的磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行線性疊加。磁場(chǎng)疊加后可以得到磁環(huán)2中心處沿ｙ軸的磁場(chǎng)強(qiáng)度即新的偏置磁場(chǎng)為：}H_Ｎ２=H_２＋H_１，同理可以得到磁環(huán)１中心處沿ｙ軸的磁場(chǎng)強(qiáng)度:Ｈ_Ｎ１=Ｈ_１ ＋H_２，磁致伸縮位移傳感器的電壓輸出模型為:^ｅ=８πλμｒ ＮＳ(λｌ －Ｒλｔ) ２(１^Ｅ＋υ)ρ×HH２_ｂ ＋ｂHHｄ_ｄ((ｒｒ))２ ，式中:λ為角應(yīng)變引起的磁場(chǎng)變化率，μ_ｒ為波導(dǎo)絲的絕對(duì)磁導(dǎo)率。Ｎ為檢測(cè)線圈匝數(shù)，v為泊松比。λ_ｌ 、λ_ｔ分別為波導(dǎo)絲軸向磁致伸縮和周向磁致伸縮應(yīng)變值。S為單匝檢測(cè)線圈面積，H_ｄ (ｒ)為激勵(lì)磁場(chǎng)，可以得到磁環(huán)１、磁環(huán)２處的輸出電壓模型:^ｅ１=８πλμｒ NS(λｌ －Rλｔ ) ２(１^Ｅ＋υ)ρ ×(H(H_１＋１H＋_２H′)２′２)＋HHｄ_ｄ((ｒｒ))２。可知雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器的輸出電壓與波導(dǎo)絲參數(shù)、檢測(cè)線圈結(jié)構(gòu)、磁環(huán)規(guī)格、磁環(huán)間距、偏置磁場(chǎng)、激勵(lì)磁場(chǎng)等有關(guān)。因此當(dāng)確定波導(dǎo)絲材料、檢測(cè)線圈結(jié)構(gòu)、磁環(huán)規(guī)格和激勵(lì)磁場(chǎng)后，輸出電壓的大小主要取決于偏置磁場(chǎng)與磁環(huán)間距，為此主要對(duì)偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m、4kA/m與5kA/m的三組磁環(huán)在兩種不同放置方向與間距下輸出電壓的大小進(jìn)行了計(jì)算。并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，傳感器采用閾值法進(jìn)行檢測(cè)。由于磁環(huán)間的相互影響會(huì)使輸出電壓發(fā)生變化，從而使傳感器檢測(cè)失效。因此將兩個(gè)磁環(huán)相互靠近的過(guò)程中，輸出電壓開始變化時(shí)磁環(huán)的間距確定為磁環(huán)間測(cè)量盲區(qū)的大小。通過(guò)研究不同放置方向、不同偏置磁場(chǎng)的磁環(huán)相互靠近的過(guò)程中輸出電壓的變化，來(lái)確定磁環(huán)間測(cè)量盲區(qū)大小的影響因素以及輸出電壓在測(cè)量盲區(qū)內(nèi)變化的原因。

2、傳感器輸出電壓計(jì)算

對(duì)雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器的輸出電壓進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，波導(dǎo)絲選用性能較好的FｅGａ波導(dǎo)絲，其中角應(yīng)變引起的磁場(chǎng)的變化率λ、周向磁致伸縮與軸向磁致伸縮均由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。由于波導(dǎo)絲中的脈沖電流頻率很高，根據(jù)激勵(lì)磁場(chǎng)的分布情況。其磁場(chǎng)強(qiáng)度H_ｄ(R)代替H_ｄ(ｒ)，磁環(huán)的規(guī)格為外圓半徑18mm，內(nèi)圓半徑12mm，厚度6mm來(lái)計(jì)算。

2.1 雙磁環(huán)同向放置

選擇脈沖電流產(chǎn)生的激勵(lì)磁場(chǎng)強(qiáng)度為4.25kA/m，偏置磁場(chǎng)采用規(guī)格及中心磁場(chǎng)完全相同的兩個(gè)環(huán)形永磁體。計(jì)算了偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m、4kA/m與5kA/m的三組磁環(huán)，在同向放置不同間距時(shí)輸出電壓的大小。由于磁環(huán)間的間距較小，忽略扭轉(zhuǎn)信號(hào)的傳輸衰減，磁環(huán)1與磁環(huán)2的輸出電壓的大小與變化相同。用同一曲線表示，可以發(fā)現(xiàn)磁環(huán)間距較大時(shí)，磁環(huán)間影響較小，輸出電壓相對(duì)穩(wěn)定，兩個(gè)磁環(huán)相互靠近，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為5kA/m的兩個(gè)磁環(huán)，間距為90mm時(shí)輸出電壓開始減小。測(cè)量盲區(qū)為90mm，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為4kA/m的兩個(gè)磁環(huán)，測(cè)量盲區(qū)為77mm。偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m的兩個(gè)磁環(huán)，測(cè)量盲區(qū)為70mm。當(dāng)磁環(huán)間距小于20mm時(shí)，三組不同偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)磁環(huán)的輸出電壓都逐漸增大,磁環(huán)的厚度為6mm,兩個(gè)磁環(huán)中心的最小距離為6mm。

2.2 雙磁環(huán)反向放置

偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m、4kA/m與5kA/m的三組磁環(huán),在反向放置不同間距時(shí)輸出電壓的大小，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁環(huán)間距較大時(shí)。磁環(huán)間影響較小，兩個(gè)磁環(huán)相互靠近，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為5kA/m的兩個(gè)磁環(huán)，間距為90mm時(shí)輸出電壓開始增大。測(cè)量盲區(qū)為90mm，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為4kA/m的兩個(gè)磁環(huán)。測(cè)量盲區(qū)為77mm，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m的兩個(gè)磁環(huán)。測(cè)量盲區(qū)為70mm，當(dāng)磁環(huán)間距小于20mm時(shí)，兩組不同偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)磁環(huán)的輸出電壓都逐漸減小。從以上計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)?規(guī)格為外圓半徑18mm，內(nèi)圓半徑13mm，厚度6mm的兩個(gè)磁環(huán)，間距較大時(shí)，輸出電壓變化較小，兩種放置方向的磁環(huán)隨磁環(huán)的靠近，輸出電壓會(huì)有不同的變化，磁環(huán)規(guī)格相同時(shí)，測(cè)量盲區(qū)的大小與磁環(huán)放置方向無(wú)關(guān)，與磁環(huán)偏置磁場(chǎng)的大小有關(guān)。磁環(huán)偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度越小，輸出電壓開始變化時(shí)磁環(huán)的間距越小，即測(cè)量盲區(qū)越小，磁場(chǎng)疊加影響的電壓幅值的變化也越小，因此在對(duì)位移傳感器磁環(huán)選型時(shí)應(yīng)考慮實(shí)際要求。

3、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析

3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建

對(duì)雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器的磁環(huán)間距、放置方向與輸出電壓的關(guān)系進(jìn)行測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)中采用直徑0.5mm、長(zhǎng)度750mm的FｅGａ磁致伸縮材料作為波導(dǎo)絲。TFG6920A型信號(hào)發(fā)生器作為脈沖電源輸出?輸出信號(hào)為頻率1ｋHｚ，高電平為5V，低電平為0V，脈寬為7μｓ的脈沖信號(hào)。DPO3014型四通道示波器作為檢測(cè)信號(hào)的采集顯示裝置。將示波器的探頭與線圈的兩端連接來(lái)檢測(cè)磁致伸縮逆效應(yīng)產(chǎn)生的電壓。兩個(gè)相同中心磁場(chǎng)的環(huán)形永磁體作為偏置磁場(chǎng)，利用高斯計(jì)測(cè)量磁環(huán)中心點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。再根據(jù)環(huán)形永磁體的偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度，環(huán)形永磁體的材料為釹鐵硼，規(guī)格為外圓半徑18mm，內(nèi)圓半徑12mm，厚度6mm。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.2.1 雙磁環(huán)同向放置

首先在位移傳感器上將兩個(gè)5kA/m的磁環(huán)同向放置相距100mm,可以得到與單磁環(huán)相同電壓幅值的穩(wěn)定輸出電壓,為磁環(huán)間距100mm和50mm的輸出電壓波形。可以清晰地看到電壓幅值隨磁環(huán)間距的減小而減小，同時(shí)記錄偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m、4kA/m與5kA/m的三組雙磁環(huán)，隨磁環(huán)間距的改變，輸出電壓變化由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為5kA/m的兩個(gè)磁環(huán)，測(cè)量盲區(qū)為100mm間距為30mm時(shí)，輸出電壓達(dá)到最小，輸出電壓下降15ｍV，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為4kA/m的兩個(gè)磁環(huán)?測(cè)量盲區(qū)為85mm，間距為30mm時(shí)輸出電壓達(dá)到最小?輸出電壓下降11ｍV，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m的兩個(gè)磁環(huán)，測(cè)量盲區(qū)為80mm，間距為30mm時(shí)輸出電壓達(dá)到最小，輸出電壓下降6ｍV。

3.2.2 雙磁環(huán)反向放置

將偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為5kA/m的磁環(huán)反向放置重新測(cè)量,同樣磁環(huán)間距100mm，可以得到與單磁環(huán)相同電壓幅值的穩(wěn)定輸出電壓，為磁環(huán)間距100mm和50mm的輸出電壓波形?？梢郧逦乜吹诫妷悍档淖兓?， 同時(shí)記錄偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m、4kA/m與 5kA/m的三組雙磁環(huán)。隨磁環(huán)間距的改變，輸出電壓變化，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為5kA/m的兩個(gè)磁環(huán)。測(cè)量盲區(qū)為100mm，間距為30mm時(shí)輸出電壓達(dá)到最大，輸出電壓增大13mV，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為4kA/m的兩個(gè)磁環(huán)，測(cè)量盲區(qū)為85mm，間距為30mm時(shí)輸出電壓達(dá)到最大。輸出電壓增大9mV，偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m的兩個(gè)磁環(huán)。測(cè)量盲區(qū)為80mm，間距為30mm時(shí)輸出電壓達(dá)到最大，輸出電壓增大8mV。

兩種放置方向的磁環(huán)在相互靠近的過(guò)程中，理論與實(shí)驗(yàn)輸出電壓的變化趨勢(shì)是一致的。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對(duì)比，存在一定誤差。 其中測(cè)量盲區(qū)大小的誤差是由實(shí)驗(yàn)中對(duì)磁環(huán)的偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度、剩磁量及規(guī)格測(cè)量的誤差引起的。電壓幅值變化量的誤差是實(shí)驗(yàn)中磁環(huán)偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量、波導(dǎo)絲兩端產(chǎn)生的反射波及環(huán)境電磁波等因素引起的。

3.2.3 雙磁環(huán)間距大小

理論中計(jì)算了磁環(huán)間距最小到6mm時(shí)的輸出電壓，而實(shí)驗(yàn)中磁環(huán)的間距最小為30mm。這是因?yàn)樵诖怒h(huán)相互靠近的過(guò)程中，輸出電壓信號(hào)會(huì)疊加變成新的畸變信號(hào)，此時(shí)電壓輸出信號(hào)不僅與偏置磁場(chǎng)、磁環(huán)間距有關(guān)還與信號(hào)波形的疊加有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得，兩組不同偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)磁環(huán)之間的距離為30mm時(shí)，兩個(gè)電壓波形會(huì)出現(xiàn)疊加的現(xiàn)象。磁環(huán)間距小于30mm時(shí)電壓變化較大且無(wú)法預(yù)測(cè)輸出電壓的變化，電壓輸出信號(hào)的寬度決定了電壓波形開始疊加時(shí)磁環(huán)間的距離。而電壓輸出信號(hào)的寬度與檢測(cè)裝置及激勵(lì)信號(hào)有關(guān)。故當(dāng)檢測(cè)裝置與激勵(lì)信號(hào)確定后，電壓輸出信號(hào)開始疊加時(shí)磁環(huán)間的間距是固定的?？梢杂蓪?shí)驗(yàn)測(cè)得，雙磁環(huán)同向放置間距30mm的輸出電壓波形根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)兩種不同放置方向以及不同偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁環(huán)在相互靠近的過(guò)程中，電壓輸出信號(hào)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果變化趨勢(shì)是一致的?且電壓輸出信號(hào)受偏置磁場(chǎng)與電壓波形的疊加影響? 測(cè)量盲區(qū)的大小與磁環(huán)放置方向無(wú)關(guān)?與磁環(huán)偏置磁場(chǎng)的大小有關(guān)。磁環(huán)偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度越小，磁環(huán)間的測(cè)量盲區(qū)越小。磁場(chǎng)疊加影響的電壓幅值變化也越小， 偏置磁場(chǎng)的大小不僅與磁環(huán)間測(cè)量盲區(qū)有關(guān)還與傳感器的量程有關(guān)。因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮傳感器應(yīng)用環(huán)境選擇合適的磁環(huán)進(jìn)行安裝?從而達(dá)到測(cè)量目的。

4、結(jié) 論

基于磁致伸縮位移傳感器輸出電壓模型及磁環(huán)磁場(chǎng)疊加理論方程，建立了雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器的輸出電壓模型，計(jì)算表明雙磁環(huán)在不同間距與放置方向下，輸出電壓會(huì)有升高或降低的變化。

磁環(huán)規(guī)格相同時(shí)，測(cè)量盲區(qū)的大小與磁環(huán)放置方向無(wú)關(guān)，與磁環(huán)偏置磁場(chǎng)的大小有關(guān)。磁環(huán)偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度越小，磁環(huán)間的測(cè)量盲區(qū)越小，磁場(chǎng)疊加影響的電壓幅值變化量也越小。當(dāng)磁環(huán)規(guī)格為外徑36mm，內(nèi)徑24mm，厚度6mm時(shí)，磁環(huán)偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為3kA/m的雙磁環(huán),比磁環(huán)偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度為5kA/m的雙磁環(huán)測(cè)量盲區(qū)小20mm，且電壓幅值的變化量小9mV。

在磁環(huán)相互靠近的過(guò)程中，輸出電壓信號(hào)會(huì)疊加變成新的畸變信號(hào)，此時(shí)電壓輸出信號(hào)不僅與磁場(chǎng)疊加有關(guān)還與信號(hào)波形有關(guān)。在這個(gè)過(guò)程中電壓變化較大且無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電壓的變化。

綜上，在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量時(shí)，應(yīng)綜合考慮傳感器各方面要求后，通過(guò)計(jì)算選擇合適的磁環(huán)，從而達(dá)到測(cè)量要求，減小雙磁環(huán)磁致伸縮位移傳感器磁環(huán)間的測(cè)量盲區(qū)。