磁阻式位移傳感器在阿托斯ATOS油缸上的應(yīng)用

磁阻式位移傳感器在阿托斯ATOS油缸上的應(yīng)用
電液伺服系統(tǒng)綜合了電氣和液壓兩方面的特長(zhǎng),具有控制精度高、響應(yīng)速度快、輸出功率大、信號(hào)處理靈活、易于實(shí)現(xiàn)各種參量的反饋等優(yōu)點(diǎn),廣泛地應(yīng)用于國(guó)防與民用領(lǐng)域。而作為位置伺服系統(tǒng)檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)的位置傳感器是電液位置伺服系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,其檢測(cè)精度、穩(wěn)定性、抗干擾性決定了整個(gè)伺服系統(tǒng)的性能好壞。

磁阻式位移傳感器在阿托斯ATOS油缸上的應(yīng)用
就目前經(jīng)常使用的位置傳感器來(lái)看,抗干擾能力始終是個(gè)很棘手的問(wèn)題,有待進(jìn)一步研究。而MR位移傳感器具有很強(qiáng)的抗干擾、和環(huán)境適應(yīng)能力,因此對(duì)其進(jìn)行分析研究,并把其應(yīng)用在伺服ATOS油缸上有很廣泛的前景。通過(guò)查閱大量的資料文獻(xiàn),首先對(duì)電液伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件伺服ATOS油缸上常用的位置傳感器進(jìn)行了分析對(duì)比,然后詳細(xì)分析了MR位移傳感器其內(nèi)在的工作機(jī)制和結(jié)構(gòu)原理。在對(duì)帶MR位移傳感器的研究過(guò)程中,對(duì)起磁標(biāo)尺作用的活塞桿及其加工工藝的研究是關(guān)系到MR傳感器能否與電液伺服ATOS油缸進(jìn)行集成的關(guān)鍵所在。通過(guò)閱讀大量的參考文獻(xiàn),對(duì)活塞桿上的環(huán)形凹槽對(duì)測(cè)量系統(tǒng)性能的影響進(jìn)行了研究。為了防止泄漏,增加活塞桿的耐磨性和抗腐蝕性,還對(duì)熱噴涂工藝進(jìn)行了研究,并摸索出了大量實(shí)際有用的數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也對(duì)MR位移傳感器的信號(hào)處理電路進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。ATOS油缸是液壓系統(tǒng)中重要的執(zhí)行元件,用于執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),在工程機(jī)械中應(yīng)用廣泛。ATOS油缸活塞桿是ATOS油缸的重要部件,它通常采用45#鋼做成實(shí)心桿或空心管,ATOS油缸活塞桿在使用中會(huì)遭受磨粒沖刷,極易產(chǎn)生磨損。為提高活塞桿表面的耐磨性能,達(dá)到延長(zhǎng)活塞桿使用壽命的效果,目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)工藝是表面鍍硬鉻(鍍層厚度0.03-0.05mm)并拋光,其表面粗糙度Ra為0.1-0.2μm。其鍍液以鉻酸為基礎(chǔ),以硫酸做催化劑,工藝優(yōu)點(diǎn)為:鍍液穩(wěn)定,易于操作,表面鉻鍍層。把傳感器芯片輸出的正弦信號(hào)放大濾波處理為矩形波信號(hào),作為計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)采集卡輸入信號(hào)。針對(duì)MR傳感器在電液位置伺服系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用研究,設(shè)計(jì)了單通道位置伺服系統(tǒng)。并依據(jù)所建立的單通道電液位置伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行了階躍、正弦及方波計(jì)算機(jī)仿真研究,仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的用MR作檢測(cè)反饋的電液位置伺服系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性。并且分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、開(kāi)環(huán)和閉環(huán)頻率特性,詳細(xì)討論了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、靜態(tài)誤差對(duì)系統(tǒng)精度的影響。

磁阻式位移傳感器在阿托斯ATOS油缸上的應(yīng)用
zui后,在實(shí)驗(yàn)部分,完成了自行設(shè)計(jì)研制MR傳感器作檢測(cè)反饋的電液伺服ATOS油缸的裝配、調(diào)試。并在在實(shí)驗(yàn)中使用PCL-833數(shù)據(jù)采集卡,對(duì)所研究的帶MR位移傳感器電液伺服ATOS油缸的靜態(tài)特性進(jìn)行了測(cè)試,并分析了其測(cè)量精度。