輥壓機(jī)壓下機(jī)構(gòu)主要由液壓缸推動實(shí)現(xiàn)壓下力和壓下量的控制。輥壓機(jī)壓下機(jī)構(gòu)位移量實(shí)時(shí)在線監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)數(shù)控化的重要基礎(chǔ)，也是保證輥壓件質(zhì)量的基礎(chǔ)。

磁致伸縮材料在磁化過程中因外磁場條件改變 會發(fā)生幾何尺寸的可逆變化，利用這種效應(yīng) ( 磁致 伸縮效應(yīng)) 及其逆效應(yīng)設(shè)計(jì)出的絕對位移傳感器-磁致伸縮位移傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對位移的非接 觸式測量。這種傳感器集高精度、非接觸、可靠的穩(wěn)定性、良好的重復(fù)性、高強(qiáng)度的環(huán)境適應(yīng)能力、適中的成本等諸多優(yōu)點(diǎn)于一身，因此，在諸如石油、化工、水利、航空等許多行業(yè)的各種罐儲的液位測 量系統(tǒng)中都被廣泛使用。

考慮到輥壓機(jī)工作時(shí)設(shè)備溫度變化范圍大、外界干擾強(qiáng)烈等特點(diǎn)，可以使用基于磁致伸縮位移傳感器的輥壓機(jī)壓下位移監(jiān)測及誤差補(bǔ)償方法。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)手段，對磁致伸縮位移傳感器的精度影響因素進(jìn)行研究。分析了磁致伸縮位移傳感器的工作原理，結(jié)合傳感器實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，確定外界環(huán)境干擾主要是使用環(huán)境溫度的變化以及電磁干擾的影響，并通過理論分析磁致伸縮位移傳感器受溫度和電磁干擾的機(jī)理。使用最小二乘支持向量機(jī)補(bǔ)償模型，針對溫度變化和電磁干擾產(chǎn)生的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，磁致伸縮位移傳感器測量精度受使用環(huán)境溫度和電磁干擾影響較大，使用本文研究的補(bǔ)償模型后，可以減小溫度和電磁干擾對傳感器精度的影響。

輥壓機(jī)正常工作時(shí)，需要多套電液伺服系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同配合工作，輥壓機(jī)壓下軋輥控制系統(tǒng)如下圖所示。主要由液壓泵、電液伺服換向閥、油缸、調(diào)平平臺、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及各類型傳感器等組成。各類型傳感器主要有安裝于液壓系統(tǒng)中的流量、壓力以及油缸位移傳感器等。通 過數(shù)據(jù)采集卡將各類型傳感器信號采集處理后反 饋至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)的控制決策得到各個(gè)油缸的動作指令，從而實(shí)現(xiàn)液壓缸的控制。輥壓機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的驅(qū)動液壓缸動作位移的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測是保證輥壓件質(zhì)量的基礎(chǔ)。該設(shè)備使用博爾森科技有限公司高精度磁致伸縮傳感器對輥壓機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的驅(qū)動液壓缸 位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

輥壓機(jī)磁致伸縮位移傳感器監(jiān)測系統(tǒng)

當(dāng)壓下機(jī)構(gòu)動作時(shí)，帶動磁致伸縮位移傳感器滑塊一同動作。在激勵脈沖通過單片機(jī)( MCU) 主控制器控制脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生后，計(jì)時(shí)電路就會進(jìn)入工作狀態(tài)，波導(dǎo)絲上面會由于激勵脈沖信號遇見活動滑塊 (永磁體) 而發(fā)生磁致伸縮反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波。由磁致伸縮逆效應(yīng)可知，接收裝置會將返回的扭轉(zhuǎn)波轉(zhuǎn)化為電信號，也就是產(chǎn)生感生電動勢，脈沖信號如果能夠得到信號調(diào)理電路有效的處理，就會被發(fā)送到計(jì)時(shí)電路和單片機(jī) (MCU)中去，這時(shí)MCU會接收到計(jì)時(shí)電路停止時(shí)傳過來的數(shù)值。在經(jīng)過計(jì)算之后，MCU會得到被測液體的準(zhǔn)確液位，并將其顯示在 LCD 上，并進(jìn)一步以4 ～ 20 mA 和其他通訊方式傳送給上位機(jī)或者其他設(shè)備。磁致伸縮位移傳感器的電路原理如圖所示。

磁致伸縮位移傳感器電路原理圖

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