在以前的文章中，我们研究了磁致伸缩的基本工作原理以及如何将其应用于磁致伸缩位移传感器。在这篇文章中，我们将更深入地研究这种新颖的传感技术，以及可能有助于其在传感器应用中使用的因素。
图1：随着磁场（H）的绝对值变化，磁致伸缩响应（λ）改变。
如我们所见，磁致伸缩效应是通过使用永久磁铁产生的，该永久磁铁固定在所使用的铁磁合金周围或与之相距一定距离。现在，如果您像我一样，而无数个夜晚都躺在床上醒着，想知道传感器中的磁致伸缩效应如何因施加的磁场强度而改变，以及它与磁致伸缩位移器的输出如何相关，那么好好看这篇文章就够了。铁磁材料上的磁场强度（与通过立方关系成反比的距离直接相关）在磁致伸缩效应中起着至关重要的作用。
由于磁致伸缩不能完美地线性表现，因此在为磁致伸缩位移传感器选择磁体和安装系统时必须考虑一些因素。如果将磁铁安装在离传感器太远或太近的位置，则会产生潜在的问题（从而产生太多或太小的磁场）。但是在探讨为什么磁场太大或太少是一个问题之前，我们先将其与最理想的磁场条件进行比较。
图2：因此，磁体处于固定位置的标准应用不允许铁磁材料看到的磁场强度发生变化。
理想情况下，目标是选择一个磁体和安装距离，该磁体和安装距离将产生一个磁场，该磁场将落在图1的绿色区域内。在该区域中，磁致伸缩效应可以近似为线性，从而用于产生强磁场和磁场。一致可预测的输出响应。至于实际的磁场强度值在该范围内，则几乎完全取决于您所使用的铁磁合金的性能。例如，在标准应用中，将磁铁和传感器固定在液压缸内部，在该气缸中，磁铁相对于传感器杆固定在固定位置（如图2所示），该磁场值将没有变化，因此没有理由担心磁致伸缩响应如何变化。
图3：未固定在传感器上的外部安装的磁铁通常需要具有更强的磁性，才能使磁场到达设备。但是，如果强度太强，则磁致伸缩效应可能会饱和并导致输出损耗。
当处理外部安装的传感器时，可能会出现问题，在这种情况下，用户在选择磁铁及其安装设计时拥有更大的自由度。根据应用程序的不同，这些实例看起来可能会令人难以置信的不同。但是，图3显示了这种设计如何在“浮动”磁铁应用中发挥作用。在较远的距离或使用较弱的非标准磁体时，磁场将落入图1的第一个红色区域。在该区域，磁场强度太弱，无法将信号作为传感器处理为输出。这主要是由磁滞效应引起的，该磁滞本质上是一个“充电”区域，并在该区域中产生指数关系，而不是所需的线性关系。另一方面，如果您尝试使用强项，稀土磁体离换能器太近，它将产生太强的磁场，并超出绿色区域进入第二个红色区域。这里的问题是磁致伸缩将饱和并可能导致输出损耗。同样，类似于较弱的磁场强度，也无法使用我们在图1的绿色区域中看到的线性关系来近似估算行为。与图形的绿色区域一样，磁场强度值位于红色的区域中。区域取决于材料的特性以及传感器的响应处理电子器件。这里的问题是磁致伸缩将饱和并可能导致输出损耗。同样，类似于较弱的磁场强度，也无法使用我们在图1的绿色区域中看到的线性关系来近似估算行为。与图形的绿色区域一样，磁场强度值位于红色的区域中。区域取决于材料的特性以及传感器的响应处理电子器件。这里的问题是磁致伸缩将饱和并可能导致输出损耗。同样，类似于较弱的磁场强度，也无法使用我们在图1的绿色区域中看到的线性关系来近似估算行为。与图形的绿色区域一样，磁场强度值位于红色的区域中。区域取决于材料的特性以及传感器的响应处理电子器件。
由于这些问题，如果您使用外部安装的传感器并在应用中选择非标准的安装方法，则需要考虑很多事情。当您将磁铁安装得离得太远或使用稀土磁铁离传感器太近时，请务必小心。
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