基于气缸磁场的无触点行程开关动作范围的研究

发布时间：2017-05-24 08:21

  本文关键词：基于气缸磁场的无触点行程开关动作范围的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：气动技术具有成本低、无污染、可靠和结构简单等特点，所以近年来发展迅猛，越来越多的应用于工业生产中。而作为使用最多的气动执行元件，做直线运动的气缸广泛应用于各种场合。因此，对直线气缸的行程检测显得极其重要。而行程开关又是检测气缸行程的一种常用的方法。 本文针对上述的气缸行程检测问题，，选择日本知名气动企业SMC公司的MDBB32-250气缸（内置磁环）为研究对象，从气缸磁场分析和气缸的无触点行程开关入手，致力于对气缸的行程检测控制研究。主要内容为： 1．了解内置磁环气缸的内部结构和无触点行程开关的工作原理，确定从磁场分析和行程开关两方面入手进行研究。 2．利用CTS27高斯计对MDBB32-250气缸的表面磁场进行测量。测量中利用PLC控制的数控十字滑台实现对高斯计的精确定位。之后利用ANSYS软件对气缸磁场进行仿真分析。比较测量和仿真结果，验证了双方的准确性。最后通过修改气缸的仿真参数进行大量的仿真，分析影响磁场分布的因素，为任意气缸的磁场分布分析提供依据。 3．利用螺线管提供的匀强磁场对SMC提供的MR元素进行电磁特性检测，并结合磁场测量的结果估算行程开关的动作范围。之后以MR元素为敏感元件，设计无触点行程开关的硬件电路。 4．搭建气动试验平台，对设计的行程开关进行动作范围的测量。并通过改变安装距离和气缸运行速度，分析影响行程开关动作范围的主要因素。将测得的动作范围值和理论值相比较，分析行程开关的实用性。
【关键词】：行程开关 无触点 磁场分析 MR元素 动作范围
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH138.51
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题背景与研究意义10-11
• 1.2 国内外发展和研究现状11-12
• 1.3 课题研究的主要内容12-14
• 第二章 基于磁场的直线气缸位置检测原理14-26
• 2.1 直线气缸简介14-15
• 2.2 直线气缸的行程检测技术15-19
• 2.2.1 气动位置检测传感器15-17
• 2.2.2 基于磁性开关的气缸行程检测17-19
• 2.3 磁阻效应及其应用19-23
• 2.3.1 磁阻效应19-21
• 2.3.2 磁阻效应的应用21-23
• 2.4 气缸磁场基本理论23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第三章 直线气缸的磁场测量与分析26-42
• 3.1 MDBB32-250 气缸的磁场测量26-33
• 3.1.1 MDBB32-250 气缸结构26-27
• 3.1.2 磁场测量仪器和方案27-28
• 3.1.3 特斯拉计的精确定位28-32
• 3.1.4 磁场测量结果32-33
• 3.2 气缸磁场仿真分析33-37
• 3.3 气缸参数变化的磁场分布37-41
• 3.4 不同气缸的仿真结果分析与讨论41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 气缸无触点行程开关的电路设计42-60
• 4.1 电路总体方案42-43
• 4.1.1 两种电路方案42
• 4.1.2 方案比较和选择42-43
• 4.2 信号采集电路43-47
• 4.2.1 MR 元素43-44
• 4.2.2 MR 元素的电磁特性检测44-46
• 4.2.3 MR 无触点行程开关动作范围的初步估算46-47
• 4.3 阻抗匹配电路47-48
• 4.4 信号放大电路48-52
• 4.5 模拟信号的数字化52-56
• 4.6 驱动输出电路56-57
• 4.7 电源模块设计57
• 4.8 无触点行程开关电路综述57-59
• 4.9 本章小结59-60
• 第五章 气缸行程开关的动作范围测量与分析60-72
• 5.1 测量原理60
• 5.2 测量装置的选用60-64
• 5.3 实验平台的搭建64-66
• 5.4 动作范围的计算与分析66-70
• 5.5 本章小结70-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 研究总结72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻硕期间取得的研究成果78-79

【参考文献】

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本文编号：390250