磁致伸缩传感器的线性位置检测

磁致伸缩是某些铁磁材料在被磁化时发生形变的特性。更具体地说，当铁、镍或钴等铁磁材料暴露在外部磁场中时，材料内部的磁畴会发生取向排列。这进而会在材料内部产生应力，促使其形状或尺寸发生变化。反之，当磁致伸缩材料受到应力作用时，其磁性能会发生改变，这一现象被称为维拉里效应。

磁致伸缩的另一种表现是维德曼效应：当一根导线处于与其长度方向平行的磁场中，且有电流通过该导线时，导线会在磁场作用的位置产生扭应变。维德曼效应和维拉里效应共同构成了线性磁致伸缩传感器的工作基础。

事实上，所有铁磁材料都会产生磁致伸缩现象…… 但在某些材料中，尺寸变化的幅度极小，以至于没有实际应用价值。例如，当一根磁致伸缩棒材或杆材处于与其长度方向平行的磁场中时，其长度会发生变化。然而，线性磁致伸缩传感器所用材料的长度变化非常小 —— 通常在 10⁻⁶米 / 米的量级。

磁致伸缩线性位移传感器包含一根被称为波导的导线或棒材。这根波导（通常由铁合金制成）安装在机器的固定部件上。磁场由一个位置磁铁提供，该磁铁附着在被位置跟踪的运动部件上。短电流脉冲（1 至 3 微秒）被施加到与波导相连的导体上。随后，维德曼效应由以下两种磁场的相互作用产生：

电流产生的磁场；

位置磁铁产生的磁场……

这进而在波导中引发扭应变（扭曲）。由于电流是以脉冲形式施加的（称为询问脉冲），这种扭曲会以超声波的形式沿导线传播，速度约为 2850 米 / 秒。这种扭曲或机械脉冲由信号转换器（也称为应变脉冲转换器）检测，该转换器利用维拉里效应产生一个电压脉冲，以此指示接收到了机械应变波。

非公路设备：液压系统的典型应用场景

电流脉冲的施加会激发一个磁场，定位磁体将与该磁场发生相互作用，进而导致波导发生扭转偏转。当电流关闭后，应变会恢复，同时机械波开始传播。该机械波会沿磁致伸缩位移传感器波导的长度方向向两个方向传播：

在一个方向上，机械波由信号（脉冲）转换器检测；

在另一个方向上，机械波则由阻尼装置消除，以避免产生干扰。

磁致伸缩位移传感器中的电流脉冲与波传播

磁致伸缩位移传感器波导的功能与特性

磁致伸缩位移传感器的波导会传输传感器响应磁场时产生的声波。

磁致伸缩传感器能提供绝对位移信息，且（不同于增量式线性编码器）在断电重启后无需重新回零校准。

这类传感器还可在单根波导上搭配多个定位磁体，因此适用于需要获取同一轴向上多个部件位移信息的场景，例如卷筒分切机的刀片位移检测。

除采用非接触式设计外，磁致伸缩传感器的波导还被封装在挤压铝合金外壳或不锈钢管内，这使得此类线性位移传感器几乎不受污染物影响。

只要定位磁体与波导之间的隔离物为非磁性材料（如陶瓷、塑料、铝合金或不锈钢），该传感器就能穿透隔离物正常工作。

在纸幅加工过程中，基于磁致伸缩技术的线性传感器可追踪

基于磁致伸缩原理的线性位移传感器拥有多种外壳类型。