美国MTS系统公司Temposonics磁致伸缩位移传感器

MTS位移传感器在高速重轨粗轧机中的应用摘要:为提高重轨轧机生产效率与自动化程度,本文基于包钢轨梁厂重轨粗轧机,介绍了磁致伸缩位移传感器的工作原理,应用特性,以及高精度、高可靠性、大量程以及维护简便等优点。

并且绘制了控制系统图。

介绍了传感器的零点设定、位移采集计算。

最后讨论了辊缝调节过程,以及辊缝调节过程中重要装置上辊平衡装置磁致伸缩位移传感器的应用。

并实践充分证明,正确的应用这种位移传感器,能大大降低设备故障率,减少故障时间,更重要的是其高精度的测量值为轧机的全自动化生产提供了可能。

关键词:磁致伸缩MTS 辊缝随着我国国民经济的快速发展,铁路技术的发展正朝着高速度、大运量和自动化牵引方向迈进。

为了保证铁路运输的安全、快速,要求重轨具有高精度、高平直度、高热处理强度和长尺化。

这就对重轨轧机的辊缝控制技术提出更高要求。

以往通过机械指针等显示辊缝位移的传统方式已远远不能满足当今轧机控制精度及快速性。

当今较为先进的轧机控制系统中绝大多数采用具有非接触式测量、传输距离远、适应恶劣环境且可靠性高的直线位移式磁致伸缩传感器。

这种传感器的应用,为轧机控制的高精度、控制过程的动态化、控制响应的高速性、自动化提供了可能。

相对于其他测量方式,基于磁致伸缩技术的位移传感器的优点主要有以下几点。

磁致伸缩位移传感器利用非接触之科技监察著活动磁铁的位移,由于磁铁和传感器并无直接之接触,因此传感器在恶劣的工业环境下,例如易受油渍、溶液、尘埃或其他的污染,并不构成问题。

此外,传感器更能承受高温、高压和高振荡的环境。

传感器输出信号为绝对数值,所以假使电源中断重接也不会对数据接收构成问题,更无须重新归回零位。

最后,由于传感元件都是非接触的,所以就算感测过程是不断重复的,也不会对传感器造成任何磨损。

因此磁致伸缩位移传感器非常适合这种工作在比较恶劣环境轧机设备。

1.2 磁致伸缩传感器特性磁致伸缩传感器输出为电流、电压、MODBUS、SSI、脉冲输出；工作电压为+15V～+24V；工作温度为-40℃～85℃；线性度±0.05%；响应频率0.2ms～5ms；分辨率±0.002%ES；量程范围80mm～12000mm；接口RS232、RS485、RS422。

摘要我厂自2003年1月份工艺升级改造后,设备自动化控制向着高精尖方向发展,已达到国内同行业领先的水平.随之而来对我们维护人员的业务水平有了更高的要求,必须尽快熟悉新设备的性能、控制原理及工艺要求，以应维护的需要。

同时针对设备设计存在的缺陷及现场使用中暴露出的问题也有待技术人员组织攻关与处理，而其中技术与维护难点又集中在我厂四辊主轧区。

因此通过近两年的设备维护与管理，我带领本班组人员，结合自身优势和本专业特点，重点对四辊前后对中进行了系统维护工作。

结合设计图纸将原供电控制电源进行改造；通过现场调研在对中相关位置加了1个极限开关，使对中在一定位置进行减速减小设备的冲击负荷；结合MTS位移传感器与PLC 模块接口数据传输通讯特点，翻阅产品说明书和设备特点，增加编写相应对中实时位移检测程序，解决了对中实时检测开口度的问题，同时对中限位保护也为机械设备起到了至关重要的保护作用。

目录一、前言二、正文三、结论四、致谢五、参考资料一、前言：设备投入运行后，加强平时的学习与积累，通过对设备的不断熟悉及日常维护，故障的处理及结合图纸和程序的学习对本系统有了更深入的了解。

同时对设备系统本身存在的缺陷，本人结合图纸和调试厂家编写的PLC程序也做了大量的程序修改和完善工作。

其中原四辊对中主要缺陷有：原设计机前后对中+24V电源由一路控制电源供给，这样当机前或机后对中发生问题，需对其中一台对中进行故障处理或检修时，一停电源两部对中全部不能投入使用，给生产造成了停机时间，因此需对电源进行重新配电；原对中设计只有最小开口度和最大开口度两个限位开关，对中在运行中由于存在较大的惯性，给机械设备造成了较大的冲击，维修人员经常需对机械设备进行加固和调整，因此需对冲击问题进行解决；在轧钢中由于环境因素及调试问题造成比例板损害，我们根据工艺设计的要求及时调整比例放大板并由原来一套数字板加装一套模拟板，互为备用（加装切换闸），并将装置移到室内,解决了因环境及原板有问题带来的故停时间。

Temposonics®Magnetostrictive Position SensorsR-Series ProfibusTemposonics RP and RH Measuring length 25 - 7600 mmmSENSORSThe absolute Temposonics ®linear position sensors are based on the MTS developed magnetostrictive measurement principle. That combi-nes various magneto-mechanical effects and uses the physical height precise speed-measurement of an ultrasonic wave (torsion pulse in its sensor element) for position detec-ting. Sensor integrated signal proces-sing transforms the measurements directly into market standard outputs.The contactless principle - an exter-nal movable magnet marks the posi-tion - eliminates the wear, noise and erroneous signal problems and gua-rantees the best durability without any recalibration.The extremely robust sensor, ideal for continuous operation under harshest industrial conditions is completely modular in mechanic and electronic design.• A profile or rod-shaped sensor hou-sing protects the sensing element in which gives rise to the measurement signal.• The sensor head accommodates the complete modular electronic interface with active signal conditioning.Double encapsulation ensures high operating safety and optimum EMC protection.• The position transmitter, a perma-nent magnet - fixed at the mobile machine part - drives contactlessly over the sensor's stroke and starts measuring through the housing wall.Advanced Communication... offers Multi-Position MeasurementNew: Diagnostic LEDMTS Sensors Operation modesPROFIBUS sensors provide measurings with one or multiple magnets.Following different operation modes are available:- Standard measurement: Position measurement 1 magnet- Multi-Magnets measurement: Position measurement of max. 15 magnets simultaneously resp. position and speed of max. 5 magnets.Data exchangeWith Multi-Magnet measurement, 1 status byte and 3 bytes of position data for each position are transmitted. The status byte contains e.g. the error bit and the position number of the following measurement value. Dependent on sensor parameters setting, the position data can be transfered to the control unit in dif-ferent formats (e.g. INTEL or MOTOROLA format).Accessory: MTS ServicetoolProfibus Address-Programmer is used for setup sensor's slave address. Normally addressing is done by Profibus SetSlaveAddress. Since some master systems do not support this standard, or customers controller can not handle, this tool - connected to the sensor - can be used for direct addressing.LEDProfibus InterfaceTemposonics sensors fulfill all requirements of PROFIBUS-DP (EN 50170). The sensor realizes the absolute position measuring with direct transmission of serial, bitsynchronous data in RS485 standard to control units in a baud rate of12 Mbit/s maximum. PROFIBUS interface is built-up withSiemens buscontroller SPC3. In addition to applications data transmission, PROFIBUS provides powerful functions for diagnostics and configuration, loa-ded into the bus via the GSD (Electronic Device Data Sheet).Profibus sensors - corresponding DP-slave Class 2 - featuringSensor outputs:- Absolute position measurement- Speed measurement- Sensor status- Error detection (e.g. magnet status)Selectable parameters:- Offset/Preset for each magnet- Measuring direction: Forward/reverse- Resolution- Different data formatsI 2II 3IMTS SensorsTechnical DataInputMeasured variable Displacement / Option: Multi-Magnets measurement (max. 15 positions or 5 positions + 5 velocities)Measuring length Profile 25 - 5000 mm / Rod 25 - 7600 mm OutputOutput signal PROFIBUS-DP System according ISO 74498Data formatPROFIBUS-DP (EN 50 170)Data transmission rate Max. 12 Mbit/sAccuracy Resolution - Displacement 5 µm / other values selectable via GSD-File- Speed5 mm/s µm displacement resolution : 0,64 mm/s up to 500 / 0,43 mm/s up to 2000 / 0,21 mm/s up to 4500 / 0,14 mm/s up to 7600 mm stroke length Linearity < ±0,01 % F.S. (Minimum ±50 µm)Repeatability< ±0,001 % F.S. (Minimum ±2,5 µm)Cycle time, standard (1 magnet) 0,5 ms at 500 mm / 1 ms at 2000 mm / 2 ms at 4500 mm / 3,1 ms at 7600 mm stroke length each additional magnet + 0,05 ms; for speed measurement ca. + 0,03 ms Temperature coefficient <15 ppm/°C Hysteresis< 4 µmOperating conditions Magnet speedanyOperating temperature -40 °C ... +75 °CDew point, humidity 90% rel. humidity, no condensationProtection Profile: IP65, Rod: IP67, if mating connector is correctly fitted Shock test 100 g single hit, IEC-Standard 68-2-27Vibration test15g / 10 - 2000 Hz, IEC-Standard 68-2-6Standards, EMC testElectromagnetic emission EN 50081-1Electromagnetic immunity EN 50082-2EN 61000-4-2/3/4/6, Level 3/4, Criterium A, CE-qualified Form factor, material Diagnostic display LEDs beside connectorProfile model:Sensor head Aluminum Sensor stroke AluminumPosition magnet Magnet slider or removable U-magnet Rod model:Sensor head AluminumRod with flange Stainless steel 1.4301 / AISI 304-Pressure rating 350 bar, 700 bar peakPosition magnet Ring magnets, U-magnetsInstallationMounting position any orientationProfileMovable mounting clamps or T-slot nuts M5 in base channel U-Magnet, removable Mounting plate and screws from antimagnetical material RodThreaded flange M18 x 1,5 or 3/4" -16 UNF-3A, Hex nut M18Position magnet Mounting plate and screws from antimagnetical materialElectrical connection Connection type 2 x 6 pin connector M16 or 2 x 5 pin connector M12 + 4 pin. connector M8 Input voltage24 VDC (-15 / +20 %)- Polarity protection up to -30 VDC - Overvoltage protection up to 36 VDC Current drain 90 mA typical Ripple< 1 % S-SElectric strength500 V (DC ground to machine ground)I 4I MTS Sensors Stable Profile Design Temposonics-RP offers modular con-struction, flexible mounting configu-rations and easy installation. Position measurement is contactless via two versions of permanent magnets.• A sliding magnet running in profile housing rails. Connection with the mobile machine part is via a ball join-ted arm to taking up axial forces.• A floating magnet, mounted directly on the moving machine part, travels over the profile at a low distance. Its air-gap allows the correction of small misalignments at installation.Connection types1. Connector outlet D63- 6 pin male receptacle M16- 6 pin female receptacle M162. Connector outlet D53- 5 pin female receptacle M12- 5 pin male receptacle M12- 4 pin male receptacle M8All measurements in mmI 5IMTS SensorsHigh Pressure Rod DesignTemposonics-RH with a pressure-resistant stainless steel flange and sensing rod is suitable for use in hydraulic cylinders and externally in all applications where space is a pro-blem. Position measurement is via ring or U-magnets travelling along the sensing rod without any mechani-cal contact. Advantage...the completely operable sensor car-tridge can be replaced for servicing easily without opening the fluid cir-cuit.Selection of position magnets (not on delivery)I 6IMTS SensorsI 7IMTS SensorsRingmagnetSensor Hydraulic Housing Flange with tube becomes a permanent part of the cylinderSensor CartridgeElectronic head + sensor element,easy to replace in field with two screws M4 (2,5 mm hexagon socket)m SENSORS GermanyMTS Sensor TechnologieGmbH & Co. KGAuf dem Schüffel 9D-58513 LüdenscheidTel.: +49-2351-9587-0Fax: +49-2351-56491info@mtssensor.dewww.mtssensor.deUSAMTS Systems CorporationSensors Division3001 Sheldon DriveCary, N.C. 27513Tel.: +1-919-677-0100Fax: +1-919-677-0200info@JapanMTS Sensors Technology Corp.Ushikubo Bldg.737 Aihara-cho, Machida-shiTokyo 194-0211Tel.: +81-42-775-3838Fax: +81-42-775-5512info@mtssensor.co.jpwww.mtssensor.co.jp* Note: Pls. specify magnet numbers for your sensing application and order separatelyOn delivery Profile Model: Sensor, magnet slider or U-magnet, 2 mounting clamps up to 1250 mm stroke + 1 clamp for every additional 500 mmOn delivery Rod Model: Sensor, hex nut, magnets must be ordered separatelyInstallation guide + CD-ROM (Electronic Data Sheet with standardized Device Data Base File)。

Temposonics®Absolute, Non-Contact Position Sensors© MTS Temposonics® Product Overview Industry 551264 Revision B (EN) - Alterations reservedMTS Sensors Technology Corp.737 Aihara-cho, Machida-shi, Japan Tel. + 81-42-775-3838Fax + 81-42-775-5516E-Mail: info@mtssensor.co.jpwww.mtssensor.co.jpMTS Systems CorporationSensors Division3001 Sheldon Drive Cary, N.C. 27513, USATel. + 1-919-677-0100Fax + 1-919-677-0200E-Mail: sensorsinfo@ MTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG Auf dem Schüffel 958513 Lüdenscheid, Deutschland Tel. + 49-23 51-95 87 0Fax + 49-23 51-5 64 91E-Mail: info@mtssensor.dewww.mtssensor.deINDUSTRIES SERVEDMagnetostriction: The best choice for your applicationYou are under constant pressure to improve your products, reduceyour costs and maintain a competitive edge. The choice you make must provide accuracy and repeatability. You need modular solutions that can adapt to your specific application and you need a price/per-formance ratio that delivers value.By choosing MTS Temposonics sensors, you’re choosing the leader in magnetostrictive sensors.And that means you have a huge competitive advantage.Increased productivity through innovationMTS sensors do more than just measure position. Intelligentelectronics move some control functions to the sensor, dramatically increasing productivity. When needed, MTS can tailor application-specific software to meet your needs.OTHER APPLICATION AREASOEM-MarketTemposonics ® C-Series: Compact construction, a reasonable price for large-series production, comple-te functionality and modularity. The C-Series position trandsducers provide persuading solutions for all requirements of the OEM-market.Mobile MachineryTemposonics ® M-Series: Integrated in the hydraulic cylinder, the compact Temposonics position sen-sors for mobile off-road agricultural and construction machinery measure displacement and velocity safely even in an extremely harsh environment.Liquid LevelLevel Plus ® liquid level transmitters utilize the inherent advantages of magnetostrictive technology to provide the product level, interface level, and temperature measurement of a tank from one process opening. Accurately measuring multiple process variables from one opening lowers the installed costs of adding feedback to a storage tank or process vessel.Quality is the base for constructive co-operation.RH Pressure-resistant stainless steel rod sensor for fluidtechnologyRPRobust aluminum profile forindustrial manufacturingRD4Compact sensor for Hydrauliccylinder and industrial manu-facturingGHPressure-resistant stainlesssteel rod sensor for automationGPAluminum profile, perfect sen-sor for mechanical engineeringGBPressure-resistant rod versionfor hydraulic cylindersGT2 / GT3Redundancy for high reliabilityVoltage: 0...10 V; 10...0 V; -10...+10 VAdditional output ranges available between -10 and +10 V.Voltage: 0...10 V; 10...0 V; -10...+10 V; +10...-10 V Voltage: 0...10 V and 10...0 VVoltage: 0...10 / 10...0 /-10...+10 / +10...-10 VDCCurrent:Additional output ranges available between 0 and 20 mA.Current: 0/4...20 mA; 20...4/0 mA Current: 4..20 mA or 20..4 mA Current: 4(0)...20 / 20...4(0) mASSI: Gray- or Binary-Format; Data length selectable; synchronous /asynchronous measurement; optional Parity- and Error Bit. -SSI: Gray or Binary; Data lengthselectable; synchronous /asynchronous measurement-Fieldbus: CANbus; CANOpen; Profibus DP-V1; DNet; EtherCAT; EtherNet/IP--Start / Stop Impuls RS 422-HeadquatersMTS Systems Corporation, Minneapolis, USA MTS Sensor Technologie Lüdenscheid, GermanyMTS Sensors Division Cary (North Carolina), USA MTS Sensors Technology Corp.Tokyo, JapanTHE COMPANYThe World of MTS - Precision and ReliabilityFollowing the founding of MTS Systems Corporation in 1951, the company rapidly developed into a lea-ding supplier of intelligent hardware and software products in the fields of test and simulation systemsand in measuring and automation technology. Today MTS Systems Corporation has over 2000 emplo-yees worldwide – 280 of whom are employed by MTS Sensors at three sites in the USA (Cary, N.C.),Germany (Lüdenscheid) and Japan (Tokyo). At MTS, intensive basic research is efficiently merged witha consistent focus on practical requirements. The results are innovative solutions for a wide range ofpotential industrial and non-industrial applications.Magnet fieldof current pulse Magnet field of Position magnetMechanicalstrain pulseMovable position magnetMagnetostrictivesensing element(Waveguide)CurrentinterrogationpulseStrain (torsion)pulse converter。

MTS非接触式直线位移传感器系列E-系列是MTS公司近年為用户开发的一个高用量而价格经济的传感器系列，价位比L-系列和R-系列要低，但功能却不差。

E-系列主要分為机械外置式的EP、EP2、ER型和液压内置式的专业OEM產品EH型，核心技术还是MTS开拓的磁致伸缩技术，这个技术的基本优点如非接触式、精确、防冲击、抗干扰、可靠性等都可以在E-系列找到。

因此它在性能上与其它系列大致相同，只是在输出功能和行程方面没有其它系列的全面，但在一般的工业自控应用上，可以说是绰绰有餘。

EP型位移传感器提供高重复精度的绝对输出，有模拟的电压、电流和Start/Stop数字脉冲两种。

零点和量程都是原厂设定，现场安装无需重新标定，使用后也不需要定期维护。

一如其它MTS位移传感器產品，EP型通过EMC，IEC抗干扰、抗震和冲击等测试，同样是CE认証。

其外壳符合IP65标準，客户可选滑块式或悬浮式磁铁安装以配合应用条件。

EP型由於价钱适中，性能可靠和永不磨损，实在是取替电阻式电位尺或LVDT的最佳选择。

尤其在注塑机、吹瓶机和冲压机上应用，成本效益最為显著。

实验証明在工作条件极苛刻的MTSEP非接触式直线位移传感器E-系列EP型位移传感器模拟及数字输出■直线位移测量，绝对值输出■全无接触测量，没有磨损■坚固可靠工业用位移传感器■EMI抗干扰及CE认証■非线性度低於0.02%■重复精度达0.001%■位置输出信号:-模拟输出:0~10Vdc/4~20mA-数字输出:Start/Stop(开始/停止)脉冲■附带参数上载功能安装MTS直线位移传感器的对中性需要很好，但是平行度可以允许有±0.5mm的误差，角度可以允许有±12°的误差。

但是如果平行度误差和角度误差都是偏大的话，这样会出现显示数字跳动的情况。

那么出现这样的情况的时候，必须要对平行度和角度进行调整了。

再次，MTS直线位移传感器的三条线是不可以接错的，电源线和输出线是不可以调换的。

Temposonics磁致伸缩位置传感器的基本物理原理工业测量技术对于传感器的耐用性和测量精度有非常高的要求。

磁致伸缩原理在严格的智能应用程序中有了日益广泛的应用，而这引起了人们对于该基本物理原理的疑问。

非接触式磁致伸缩绝对线性位移传感器在历史上，磁致伸缩长度测量系统的基本原理要追溯到上个世纪。

这里提到的测量方法已在工业应用中的高精度传感器中实现。

而电磁学的研究则揭示了该测量方法在一定程度上所应用到的一些物理现象。

原理磁致伸缩是一种只能在诸如铁、镍、钴以及它们的合金这些磁性材料中呈现的现象。

磁致伸缩原理是基于这些材料具有一定的磁性。

置于磁场中的磁性材料经历分子结构的微观变形，其尺寸发生变化。

这是因为其中存在很高数量的单元磁铁，而正是这些极小的单元磁铁形成了磁性材料。

而不加外部磁场时，这些微粒也仍在有限区域（Weiß区）内趋向于平行排列。

在Weiß区内，所有的单元磁铁都朝向同一个方向。

由于Weiß区是随机分布的，磁体的外部特征初步看来并未显示出磁性。

然而，若施加一个外部磁场，这些区域就会整体朝这个磁场的方向翻转，并且彼此平行。

因此而产生的磁场的强度则是外部磁场的几百到几千倍。

将一个铁磁杆置于与其纵向方向相平行的磁场中，这个杆的长度将发生改变。

但因磁致伸缩效应（焦耳效应）而增加的相对长度实际上很少，大约为10-6（图1）。

磁致伸缩效应是磁性材料的磁性与机械参数的一种相互作用。

我们可以通过对特殊金属合金进行适当的选择和处理来优化该效应，并且通过建立外部感应磁场来进行精确的控制。

另一种应用于工业产品的磁致伸缩效应叫做维德曼效应。

维德曼效应描述了细长铁磁杆处于纵向的外部磁场中时所发生的机械变形。

当有电流通过这个杆，便产生了一个同轴磁场。

MTS传感器的杆状传感元件中，部分纵向磁场是由位置磁铁产生的。

当有电流通过，该传感元件会发生部分变形（图2）。

此外，MTS测量方法还应用了另一种磁致伸缩效应（维拉利效应）。

MTS推出符合SIL 2规范的危险场所传感器
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全球领先的测试系统和位移传感器供应商 MTS Systems Corporation (NASDAQ:MTSC) 今天推出应用在危险区域或安全场所的全新Temposonics? T系列传感器。

这款新型传感器是第一个应用于这些领域且符合整体安全性等级（SIL）2级标准的线性位移传感器。

此外，T 系列传感器提供危险区域ATEX 及IECEx Zone 1阻燃与增强安全型认证。

另外，该产品不久将可以按照《美国国家电气规范》（NEC 500）对第一类第一区场所进行防爆等级评定. MTS 传感器产品经理Joe Suprick称：“T系列传感器使产品工程师和开发人员能够改变目前这些领域产品应用中缺乏性能和可靠性的状况。

这些产品目前能够帮助终端用户实现更高的合规性和安全性，以较低的成本找到合适的产品解决方案并且无需降低产品性能要求或者增加额外维护成本.”MTS传感器凭借多年来的产品研发及行业经验成功开发出T系列传感器。

与线性可变差动互感器相比，T系列传感器能够以微小的磨损提供更高精度和稳定性的位置反馈，并且这些产品受电磁干扰、冲击、震动等环境因素的影响较小。

此外，由于这些传感器采用非移动的部件，因此它们能够无限期运行，并且基本不需要维护。

在不影响性能的前提下，这些产品几乎可以安装在任何空间.。

CANbusTemposonics ®Absolute, berührungslose PositionssensorenR-SerieCANopen • CANbasicTemposonics ®RP und RHMesslänge 25 - 7600 mm• Robuster Industriesensor• Lineare Absolutmessung ohne Referenzmarkenanfahrt• LED-Anzeige für Sensordiagnose• Berührungslos ohne mechanischen Verschleiß• Hochgenau: Auflösung bis 2 µm• Linearität besser 0,01 % F.S.• Wiederholbarkeit besser 0,001 % F.S.• Direkter CANbus Ausgang: Weg + Geschwindigkeit• Multi-Positionsmessung: 1 Sensor für 20 Positionen• Einstellen des Bu s-Abschluss• CANopen mit Heartbeat-Funktion...auch für Multi-PositionsmessungIntelligenz vor OrtR -Serie CANbusI 19ICANbusI 20ISchnittstelleDer Sensor erfüllt alle Anforderungen des CAN-Bus nach ISO 11898 und wirdals Slave direkt an den Feldbus angeschlossen. Die Schnittstelle ist für eine seri-elle Datenübertrag von max.1 Mbit/s ausgelegt. Sensorintegrierte Software un-terstützt die Profile CANopen, CANbasicund DeviceNet füreine umfassende und maßgeschneiderte Konfiguration des Systems.BetriebsartCAN-Sensoren eignen sich für Messungen mit einem oder mehrerenMagneten.Wählbar sind:Standardmessung- CANbasic:Weg und Geschwindigkeit mit 1 Magnet- CANopen:Weg und Geschwindigkeit mit 1 bis 4 Magneten undelektronischer Temperatur- Multi-MagnetmessungWeg mit 1 bis 20 MagneteTemposonics ®mit CAN-Bus Varianten1. CANopenEntspricht Encoder Profil DS-406/3.1 (CiA Standard DS-301/4.02. Parametriertund überwacht wird der Bus durch die über Software gesetzten Kommunika-tionsobjekte:• Service Data Object (SDOkonfiguriert den Sensor und speichert dieParameter: Auflösung für Weg + Geschwindigkeit, 4 Setzpunkte für 4Magnete,Preset von Arbeitsbereich + Nullpunkt für 4 Magnete.• Process Data Object (PDOsendet die Messwerte als Datenblock von max. 8Byt e an die Steuerung. PDO nutzt der Sensor zum Messen und Überwachen vonWeg, Geschwindigkeit, Nockenschaltpunkten und Arbeitsbereich der 4 Magnete.Datenformate: Weg = 32 Bit, Geschwindigkeit = 16 Bit Integerwert, Grenzwert = 8 Bit.• PDO-Datenübertragung:Asynchron (1 - 65'535 ms oder synchron. • Synchronisations Object (SYNC• Emergency Object• Nodeguard Object• Heartbeat-Funktion• Einstellen des Bus Abschluss• Elektronik Temperatur kann über CANbus abgefragt werden• CANopen Konfigurationstoolist eine Softw are auf CD, die als elektronisches Datenblatt (EDS zur Sensorkonfiguration benutzt wird. Der Sensor wird mit Manual und EDS ausgeliefert.2. CANbasic (MTSBietet eine einfachere und flexiblere Anpassung an Kundenprofile mitkürzerenZugriffszeiten. CANbasic entspricht CAN 2.0A Standard, wird werkseitig konfigu-riert und benötigt kein Konfigurationstool. Es enthält immer die Nutzdatenfüreine 1-Magnet Messung über Position, Geschwindigkeit, Sensorstatus und5Setzpunkte.Zusätzliche Nutzdaten: Soll/Ist-Vergleich von max. 5 Sollwerten.3. CANbasic Multi-MagnetmessungKann die Lage von max. 20 Magnetenauf nur einem Messstab gleichzeitig er-fassen. Einstellung und Bedienung erfolgt über anwenderseitige Steuerung nachHandbuch.Protokollinhalte aller CAN-Varianten werden im Sensor werkseitig für einen di-rekten Busanschluss abgespeichert.Conformance Test Certificate wurde für CANopen Sensoren von der CAN Nutzer-organisation CiA, die CANbus überwacht und pflegt, unter der Nr. CiA199902-301V30/I-004 erteilt.Zubehör MTS ServicetoolDer CANopen Handheld-Adressiererwird zum Einstellen der Knotenadresse anCANopen Sensoren benutzt, die normalerweise über den Bus mit Hilfe desLMT/LSS-Serviceeingestellt wird. Wenn Mastersysteme diesen Standard nichtanbieten oder er in der Kundenanlage nicht verfügbar ist, wird dieses Tool - anden Sensor angeschlossen - verwendet.R -Serie CANbusTechnische DatenEingangMessgrößeWeg, Geschwindigkeit / Option: Multi-Magnetmessung (2-20 Positionen simultanMesslängeProfil: 25 - 5000 mm / Stab: 25 - 7600 mmAusgangSchnittstelle CAN-Feldbus System nach ISO 11898Datenprotokoll CANopen: CIA Standard DS 301 V3.0 / Encoder Profil DS 406V3.1, CANbasic: CAN 2.0 ABaudrate, kBit/s1000 800 500 250 125 50 20Leitungslänge, m< 25 < 50 < 100 < 250 < 500 < 1000 < 2500Der Sensor wird mit bestellter (veränderbarer Baudrate ausgeliefertÜberspannungsschutzbis 36 VDCMessgenauigkeitAuflösungCANopen CANbasic- Weg5 μm 2 μm 5 μm 2 μm- Geschwindigkeit0,5 mm/s 0,2 mm/s 1,0 mm/s 0,1 mm/sMesszykluszeit 1,0 ms bis 2400 / 2,0 ms bis 4800 / 4,0 ms bis 7600 mm Messlänge0,5 ms bis 1200 mm zusätzlich für CANbasicLinearität< ± 0,01 % F.S. (Minimum ± 40 μmOption interne LinearisierungLinearitätstoleranz:< 300 mm: typ. ± 15 μm, max. ± 25 μm, > 300 ... 600 mm: typ. ± 20 μm, max. ± 30 μm> 600 ... 1200 mm: typ. ± 30 μm, max. ± 50 μm1200 ... 3000 mm: typ. ± 45 μm, max. ± 90 μm, 3 ... 5 m: typ. ± 85 μm, max. ± 150 μm Wiederholbarkeit < ± 0,001 % F.S. (Minimum ± 2,5 μmTemperaturkoeffizient < 15 ppm/°CHysterese < 4 μmEinsatzbedingungenMagnetfahrgeschwindigkeit BeliebigBetriebstemperatur -40 °C ... +75 °CTaupunkt, Feuchte90% rel. Feuchte, keine BetauungSchutzart Profil: IP65 / Stab: IP67, IP68 bei Kabelabgang, RS: IP69K Schocktest 100 g (Einzelschock nach IEC-Standard 68-2-27Vibrationstest 15 g / 10 - 2000 Hz, IEC-Standard 68-2-6Normen, EMV TestStöraussendung nach EN 61000-6-4, CISPR 16Störfestigkeit nach EN 61000-6-2EN 61000-4-2/3/4/6, Level 3/4, Kriterium A, CE-geprüftAufbau, MaterialDiagnoseanzeige LEDs neben SteckerSensorkopf AluminiumMessstab AluminiumPositionsgeber Magnetschlitten oder abhebbarer U-MagnetSensorkopf AluminiumMessstab mit FlanschEdelstahl 1.4301 / AISI 304Betriebsdruck 350 bar, 700 bar SpitzePositionsgeber Ring- oder U-MagneteEinbauEinbaulage BeliebigProfil Verschiebbare Montageklammern oder M5 Nutenstein in T-Spur BodennutU-Magnet, abhebbarMitnahme und Schrauben für Magnet aus amagnetischem MaterialStab Schraubflansch M18 x 1,5 oder 3/4" -16 UNF-3A, Mutter M18Positionsgeber Mitnahme und Schrauben aus amagnetischem Material (s. BedienungsanleitungElektrischer AnschlussAnschlussart 6 pol. Stecker M16 / 2 Stck. 6 pol. Stecker M16 / Kabelabgang oder 2 x 5 pol. M12 Stecker + 4 pol.SteckerBetriebsspannung 24 VDC (-15 / +20 %- Verpolungssschutzbis -30 VDC- Überspannungsschutzbis 36 VDCStromaufnahme 90 mA typischRestwelligkeit < 1 % S-SSpannungsfestigkeit 500 VDC (0 V gegen GehäuseR -Serie CANbusCANbus I 21ICANbusI 22IAlle Maße in mm R -Serie CANbus CANbusI 23IR -Serie CANbus CANbusI 24IZ02 - Z20= 2 - 20 Stück* Magnetanzahl, mit denen der Sensor betrieben werden soll, unbedingt angeben und gesondert bestellen.Lieferumfang Profil:Sensor, Positionsmagnet, 2 Montageklammern bis 1250 mm + 1 Klammer füralle weiteren 500 mmLieferumfang Stab:Sensor und O-Ring. Magnet extra bestellen, bei Nachlinearisierung markierte Magnete einsetzen.Nur für CANopen:Betriebsanleitung mit elektronischem Datenblatt (EDS auf CD.R -Serie CANbusI 43IMONTAGE / EINBAUFlexibler Einbau in beliebiger PositionProfilbaureiheDas Profil kann bedarfsgerecht eingebaut und über gleichmäßig auf dem Profilverteilte Montageklammern (längenabhängige Anzahl in Lieferung: 2 Klammernbis 1250 mm + 1 Klammer für alle weiteren 500 mm mit Schrauben oder überdie T-Bodennut fixiert werden. Der U-Magnet ist abhebbar und kann für Profilund Stab verwendet werden. Dabei muss die Mitnahme unbedingt amagnetischsein. Der Magnet darf nicht auf dem Maßstab schleifen. Über den Luftspalt wer-den Fluchtungsfehler ausgeglichen.StabbaureiheDer Sensor wird direkt über das Gewinde oder mit der Mutter fixiert. Für die Auf-nahme möglichst amagnetisches Material verwenden. Magnet unbedingt mitamagnetischem Material befestigen. Horizontal eingebaute Stäbe ab 1 m Mess-länge abstützen und U-Magnete einsetzen.HydraulikabdichtungEmpfohlen wird die Abdichtung der Flanschanlagenfläche über einen O-Ring(z.B. 22,4 x 2,65 in einer Zylinderbodennut. Die Abdichtung kann auch übereinen O-Ring 15,3 x 2,2 in der Gewindeauslaufrille des Flansches erfolgen.Alle Maße in mmBasissensorElektronikkopf mit Sensorelementaustauschbar über zwei SchraubenM4Anziehmoment ≤ 1,3 NmSensor-DruckgehäuseMessstab mit Flansch bleibt im ZylinderRingmagnetMindesteinbaumaße1. Amagnetisches Material2. Magnetisierbares MaterialSW 46Anziehmoment:< 50 Nm> 30> 15> 5Amagnetische DistanzscheibeEmpfohleneHydraulikabdichtung Im Lieferumfang:O-Ring 15,3 x 2,2Siehe ISO 6149-1 R -Serie KatalogI 63ITemposonics ®Absolute, berührungslose PositionssensorenZubehör• Positionsmagnete• Schwimmer• Stecker• Befestigungen• Kabel• Programmier-Zubehör• Druckfeste Gehäuse (High Pressure Housing, ...R -SerieKatalogR -Serie KatalogHinweis: Weitere Magnete auf Anfrage. Produktbilder können geringfügig vom Original abweichen.I 64IR -Serie Katalog Hinweis: Produktbilder können geringfügig vom Original abweichen.I 65IZubehör R-SeriePositionsmagnete, Schwimmer, Stecker, Befestigungen, Kabel und Programmier-Zubehör R -Serie KatalogHinweis: Produktbilder können geringfügig vom Original abweichen.I 66IZubehör R-SeriePositionsmagnete, Schwimmer, Stecker, Befestigungen, Kabel und Programmier-ZubehörR -Serie KatalogHinweis: Produktbilder können geringfügig vom Original abweichen.I 67IR -Serie KatalogHinweis: Produktbilder können geringfügig vom Original abweichen.I 68IR -Serie Katalog Hinweis: Produktbilder können geringfügig vom Original abweichen.I 69IR -Serie KatalogHinweis: Produktbilder können geringfügig vom Original abweichen.I 70IR -Serie Katalog I 71IR -Serie Katalog I 72II 73IZUBEHÖR RP + RH MODELATEX [ATmosphere EXplosive]MTS ist zertifizierter Anbieter von Sensoren für den Einsatz in explosionsgefähr-deten Bereichen der ATEX-Kategorie 3.a. In Zone 2 (Gas, Kategorie 3G in den Explosionsgruppen IIA, IIB, IIC.b. In Zone 22 (Staub, Kategorie 3D für Stäube mit einer Mindestzündenergie von >3 mJ.Bestellnummer R -Serie KatalogI 74IØ 85 mmØ 69 mmØ 69 mmØ 56 mmM18 or3/4” UNFM18 or3/4” UNFM20 or1/2” UNFØ 64 mmØ 85 mmØ 64 mm25 m m86 m m 25 m m 86 m mK u r z e e r A u f s a t z 158 m m L a n g e r A u f s a t z 198 m mK u r z e r A u f s a t z 147 m m L a n g e r A u f s a t z 187 m mZubehör RHPräzise Positionsmessung im druckfesten GehäuseDas H igh P ressure H ousing (Druckfestes Gehäuse istATEX EExsowie UL undcUL zugelassen für die Nutzung vonTemposonics®Positionssensoren in explo-sionsgefährdeten Bereichen.Die ATEX, UL und cUL Zulassungen beeinhalten leicht entflammbareGase,Dämpfe und Flüssigkeiten.Dieses Gehäuse wurde passend für die Temposonics®R-Serie Sensoren mitAnalog- und Digitalausgang entwickelt. Kabel- und Steckerversionen könnenverwendet werden. Durch die Nutzung eines Standardsensors im HPH-GehäusekönnenTemposonics®Sensoren kostengünstig in gefährlichen Bereichen einge-setzt werden undbietet Ihnen den Vorteil eines einfachen Sensoraustausches.Passend zu Ihrer Anwendung sind mehrere Gehäusekombinationen erhältlich:M18 oder 3/4”UNF Flanschgewinde -M20 or 1/2” NPT Kabelverschraubungsge-winde - lang oder kurz - Kopf- oder Seitenmontage sowie beidseitige Kabelmon-tage. Siehe Kombinationstabelle auf dernächsten Seite.Alle Teile sind aus 316L Edelstahl gefertigt. Alle Gehäusetypen sind ebenso ineiner nicht Ex-zugelassenen Version erhältlich. Diese Version mit Schutzart IP68gewährleistet einen hervorragenden Schutz des Sensors in rauer Umgebung mithoher Luftfeuchtigkeit und agressiven Gasen.Nach oben montierte KabelverschraubungSeitlich montierte KabelverschraubungR -Serie KatalogSicherheitstyp:ATEX:II 2 G Ex d IIC T5 Tamb -40°C to +60°CII 2 D Ex tD 20/A21 IP68 T100°CITS09ATEX16296XIn Übereinstimmung mit EN 60079-0:2006EN 60079-1:2007, EN 60079-26:2004, EN 60079-0:2006 und EN 61241-1:2004Nur ATEX zugelassene KabelverschraubungenverwendenKlasse 1, Bereich 1, Gruppen A, B, C, und D explosionsgefährdeteBereiche,Temperaturklasse T5Offene Flamme, elektrischer Schock u.Explosionsrisiken nach UL zertifiziert Nr. 2PD0.In Übereinstimmung mit UL 1203 Standard.Nur UL zugelassene Kabelverschraubung verwenden.Material:Edelstahl AISI 316L (1.4404Kabelverschraubungsgewinde:M20 x 1,5 or 1/2” NPTSchutzart:IP68 (nur mit IP68 zugelassener Kabelver-schraubungZugelassene Sensoren:G-Serie Analog + DigitalL-Serie Start / StopR-Serie AnalogR-Serie ProfibusR-Serie CANBUSR-Serie SSIR-Serie DeviceNetFlanschbefestigung:M18 x 1,5 or 3/4” - 16UNF - 3ADruckfestigkeit:350 barSpitzendruck:530 barMagnettyp:Ringmagnete siehe Seite 58Niveaumessung:Schwimmer auf AnfrageR -Serie KatalogBestellinformation:Artikel-Nr.Wählen Sie eine Kombination aus der Tabelle Messlänge 50 - 7600 mmA - mit Ex-ZulassungN - nur IP68Nur für Typ 1000: Bitte Zulassung angeben: - ATEX- UL/cULBeispiel: Kurzes Gehäuse mit ATEX-Zulassung und M18 Montagegewinde, sowie seitlicher Kabelverschraubung mit M20 Gewinde und einer Messlänge von 650 mm: HPH-0900-0650-AI 75Iwww.mtssensor.de Temposonics® Hotline: 02351-9587-6000 Mo-Fr 8 - 19 Uhr / Sa 8 - 12 Uhr MTS und Temposonics® sind eingetragene Waren zeichen der MTS Systems Corporation. Alle anderen Warenzeichen sind im Besitz des jeweiligen Eigentümers. Gedruckt in Deutschland. Copyright © 2013 MTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG. Alle Rechte und Medienrechte vorbehalten. Keine Vergabe von Lizenzen an geistigem Eigentum. Änderungen unterliegen keiner Hinweispflicht oder Ankündigung und ersetzen vollständig jegliche vorangegangenen Datenblätter. Die Verfügbarkeit von Bauteilen auf dem Markt unterliegt starken Schwankungen und raschem technischen Fortschritt. Wir behalten uns deshalb vor, Bauteile unserer Produkte in Abhängigkeit von ihrer Marktverfügbarkeit zu ändern. Sollten Approbationsverfahren oder andereUmstände Ihrer Anwendung es ausschließen, dass Komponenten geändert werden, so bedarf die Belieferung mit unveränderten Bauteilen einer ausdrücklichen Vereinbarung. MTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG Auf dem Schüffel 9 58513 Lüdenscheid, Deutschland Tel. + 49-23 51-95 87 0 Fax + 49-23 51-5 64 91 E-Mail: info@mtssensor.de www.mtssensor.de MTS Systems Corporation Sensors Division 3001 Sheldon Drive Cary, N.C. 27513, USA Tel. + 1-919-677-0100 Fax + 1-919-677-0200 E-Mail: sensorsinfo@ MTS Sensors Technology Corp. 737 Aihara-cho, Machida-shi, Japan Tel. + 81-42-775-3838 Fax + 81-42-775-5516 E-Mail: info@mtssensor.co.jp www.mtssensor.co.jp。

磁致伸缩位移传感器MTL系列使用说明书深圳市米朗科技有限公司一、概述在铁磁质中磁化方向的改变会引起介质晶格间距的改变，从而使得铁磁质的长度和体积发生改变，即：磁致伸缩现象，也称为威德曼效应，其逆效应称为维拉里效应。

磁致伸缩传感器的原理是利用两个不同磁场相交时产生一个应变脉冲信号，然后计算这个信号被探测所需的时间周期，从而换算出准确的位置。

这两个磁场一个来自磁环中的永磁铁，另一个来自传感器电子仓中的电子部件产生的激励脉冲。

激励脉冲沿传感器内用磁致伸缩材料制造的波导丝以声速运行。

当与磁环中的永磁场相交时，由于磁致伸缩现象，波导丝产生的机械振动形成一个应变脉冲。

应变脉冲很快便被电子仓中的感测电路探测到。

从产生激励脉冲的一刻到应变脉冲被探测到总的时间乘以固定的声速，我们便能准确的计算出磁铁的位置变化。

这个过程是连续不断的，所以每当磁环位置改变时，新的位置会迅速被测量出来。

由于输出信号是真正的绝对值，而不是比例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，更不必像其他传感器那样需要定期重标。

磁致伸缩传感器为非接触式，永不磨损。

具有高分辨率、高精度、高稳定性、高可靠性、响应时间快、工作寿命长等优点。

传感器不用重新标定，也不用定期维护。

二、主要技术性能指标★量程范围（mm） 80～5000mm★供电电压: +11VDC〜+24VDC★输出形式/工作电压模拟信号：4〜20mADC、0〜5VDC、1〜5VDC、0〜10VDC（+15VDC〜+36VDC）数字信号：RS485★负载能力电压信号输出最大负载2mA电流信号输出最大负载3KΩ★非线性误差±0.05%FS；200mm以下最大误差100 μm★重复性误差优于0.002%FS★分辨率优于0.002%FS★迟滞优于0.002%FS★工作温度 0〜+70℃ -15〜+60℃ -25〜+70℃ -40〜+85℃★测杆材料 0Cr18Ni9（304）316不锈钢（特殊定制）★电子仓外壳材料铸铝（1Cr18Ni9Ti可选）★引线方式 PVC屏蔽电缆线（默认长度：2.8m，也可根据用户要求提供）航空插头（不适用于隔爆产品）接线端子★外壳防护等级 IP68三、安装3．1安装前注意事项认真阅读全部安装说明,防止安装的环境温度、冲击、振动、压力及尺寸超出传感器的允许范围；不可使测杆弯曲；切勿使传感器的电子部件端或最末端承受大的冲击；传感器的电子部件防溅但不可浸没，切不可让液体浸至电子仓基座上方。

Temposonics®Absolute, Non-Contact Position Sensors© MTS Temposonics® Product Overview Industry 551264 Revision B (EN) - Alterations reservedMTS Sensors Technology Corp.737 Aihara-cho, Machida-shi, Japan Tel. + 81-42-775-3838Fax + 81-42-775-5516E-Mail: info@mtssensor.co.jpwww.mtssensor.co.jpMTS Systems CorporationSensors Division3001 Sheldon Drive Cary, N.C. 27513, USATel. + 1-919-677-0100Fax + 1-919-677-0200E-Mail: sensorsinfo@ MTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG Auf dem Schüffel 958513 Lüdenscheid, Deutschland Tel. + 49-23 51-95 87 0Fax + 49-23 51-5 64 91E-Mail: info@mtssensor.dewww.mtssensor.deINDUSTRIES SERVEDMagnetostriction: The best choice for your applicationYou are under constant pressure to improve your products, reduceyour costs and maintain a competitive edge. The choice you make must provide accuracy and repeatability. You need modular solutions that can adapt to your specific application and you need a price/per-formance ratio that delivers value.By choosing MTS Temposonics sensors, you’re choosing the leader in magnetostrictive sensors.And that means you have a huge competitive advantage.Increased productivity through innovationMTS sensors do more than just measure position. Intelligentelectronics move some control functions to the sensor, dramatically increasing productivity. When needed, MTS can tailor application-specific software to meet your needs.OTHER APPLICATION AREASOEM-MarketTemposonics ® C-Series: Compact construction, a reasonable price for large-series production, comple-te functionality and modularity. The C-Series position trandsducers provide persuading solutions for all requirements of the OEM-market.Mobile MachineryTemposonics ® M-Series: Integrated in the hydraulic cylinder, the compact Temposonics position sen-sors for mobile off-road agricultural and construction machinery measure displacement and velocity safely even in an extremely harsh environment.Liquid LevelLevel Plus ® liquid level transmitters utilize the inherent advantages of magnetostrictive technology to provide the product level, interface level, and temperature measurement of a tank from one process opening. Accurately measuring multiple process variables from one opening lowers the installed costs of adding feedback to a storage tank or process vessel.Quality is the base for constructive co-operation.RH Pressure-resistant stainless steel rod sensor for fluidtechnologyRPRobust aluminum profile forindustrial manufacturingRD4Compact sensor for Hydrauliccylinder and industrial manu-facturingGHPressure-resistant stainlesssteel rod sensor for automationGPAluminum profile, perfect sen-sor for mechanical engineeringGBPressure-resistant rod versionfor hydraulic cylindersGT2 / GT3Redundancy for high reliabilityVoltage: 0...10 V; 10...0 V; -10...+10 VAdditional output ranges available between -10 and +10 V.Voltage: 0...10 V; 10...0 V; -10...+10 V; +10...-10 V Voltage: 0...10 V and 10...0 VVoltage: 0...10 / 10...0 /-10...+10 / +10...-10 VDCCurrent:Additional output ranges available between 0 and 20 mA.Current: 0/4...20 mA; 20...4/0 mA Current: 4..20 mA or 20..4 mA Current: 4(0)...20 / 20...4(0) mASSI: Gray- or Binary-Format; Data length selectable; synchronous /asynchronous measurement; optional Parity- and Error Bit. -SSI: Gray or Binary; Data lengthselectable; synchronous /asynchronous measurement-Fieldbus: CANbus; CANOpen; Profibus DP-V1; DNet; EtherCAT; EtherNet/IP--Start / Stop Impuls RS 422-HeadquatersMTS Systems Corporation, Minneapolis, USA MTS Sensor Technologie Lüdenscheid, GermanyMTS Sensors Division Cary (North Carolina), USA MTS Sensors Technology Corp.Tokyo, JapanTHE COMPANYThe World of MTS - Precision and ReliabilityFollowing the founding of MTS Systems Corporation in 1951, the company rapidly developed into a lea-ding supplier of intelligent hardware and software products in the fields of test and simulation systemsand in measuring and automation technology. Today MTS Systems Corporation has over 2000 emplo-yees worldwide – 280 of whom are employed by MTS Sensors at three sites in the USA (Cary, N.C.),Germany (Lüdenscheid) and Japan (Tokyo). At MTS, intensive basic research is efficiently merged witha consistent focus on practical requirements. The results are innovative solutions for a wide range ofpotential industrial and non-industrial applications.Magnet fieldof current pulse Magnet field of Position magnetMechanicalstrain pulseMovable position magnetMagnetostrictivesensing element(Waveguide)CurrentinterrogationpulseStrain (torsion)pulse converter。