Назначение
Датчики линейных перемещений стержневые MSI (далее - датчики) предназначены для измерения линейных перемещений.
Описание
Принцип действия датчиков основан на магнитострикционном эффекте. Конструктивно датчик состоит из сенсорной головки и волновода. В сенсорной головке размещены электронные компоненты. Измерительный элемент - волновод в виде трубки. Изготовлен из специального железоникелевого сплава. Внутри волновода по всей его длине проходит медный проводник. Короткий импульс тока возбуждения генерирует магнитное поле, которое вращается вокруг волновода. В измеряемой точке установлен постоянный позиционный магнит (далее - позиционный магнит), чьё магнитное поле направлено под прямым углом к магнитному полю волновода. В месте пересечения магнитных полей возникает магнитострикционный эффект, вызывающий эластичную деформацию волновода, порождающую механическую волну (далее волна), распространяющуюся в обе стороны волновода. Волна, достигающая одного конца волновода, подавляется, а на другом конце преобразуется в электрический сигнал. Время прохождения волны от точки ее возникновения до конца волновода прямо пропорционально расстоянию между позиционным магнитом и концом волновода.
Датчик закрепляется на неподвижную поверхность. Позиционный магнит, задающий точку отсчета, вставляется либо в направляющую волновода, либо крепится на
контролируемый объект так, чтобы в процессе работы он перемещался вдоль стержня
преобразователя.
Электрический сигнал поступает в устройство съема информации для дальнейшей ее обработки с помощью аналогового или цифрового интерфейса. Электрическое соединение между преобразователем, источником питания и устройством съема информации выполняется с помощью кабеля, подключаемого посредством штекерных соединений или кабельного вывода.
Датчики изготавливаются для цифровых или аналоговых интерфейсов по току и напряжению.
Датчики выпускаются в следующих модификациях: MSI-H, MSI-D, MSI-HE, MSI-MH, MSI-B, MSI-HS, MSI-GT, MSI-GT2, MSI-GT3, отличающихся метрологическими, некоторыми техническими характеристиками и конструктивными особенностями.
Датчики MSI-H имеют модульную конструкцию, позволяющую заменить сенсорную голову вместе с волноводом датчика не извлекая фланец и шток датчика из полости гидроцилиндра.
Датчик MSI-D отличается разнесёнными сенсорной головкой и волноводом с помощью кабеля для установки в ограниченном пространстве.
Датчик MSI-HE является упрощённой модификацией датчика MSI-H, отсутствует функции программирования диапазона, а также ограниченное количество интерфейсов.
Датчик MSI-MH предназначены для встраивания в гидроцилиндры, максимальная длина 2500мм. Диаметр датчика составляет 48мм.
Датчик MSI-B имеет сенсорную головку и вставной фланец высотой 34мм, фланец выполнен из нержавеющей стали.
Датчики MSI-HS герметичны, изготавливаются в компактном исполнении. Цельный корпус из нержавеющей стали.
Датчики MSI-GT2, MSI-GT3 герметичны, отличаются количеством установленной независимой электроники для работы в отказоустойчивых системах: 2 или 3 комплекта соответственно.
Каждая модификация может иметь различные исполнения, отличающиеся формой, размерами, характеристиками монтажных элементов и выходных сигналов.
Структура обозначения датчиков имеет вид: ААА-А.Б.ВВВВ.Г.ДДД.ЕЕЕ^ЗИКЛММ), где
А - модификация датчика;
Б* - конструкция фланца:
M - фланец с резьбой М18*1,5, шток 10мм;
S - фланец с резьбой 3/4" - 16 UNF, шток 10мм;
K - фланец с резьбой М18*1,5, шток 7мм;
L - фланец с резьбой 3/4" - 16 UNF, шток 7мм;
R - фланец с резьбой M18 x 1,5 с резьбой M4, шток 10мм;
T - фланец с резьбой 3/4" - 16 UNF с выступающим торцом, шток 10мм;
Z - фланец с резьбой 3/4" - 16 UNF с резьбой M4, шток 10мм;
J - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 0 10 мм, 800 бар (рабочее давление);
U - фланец с резьбой 3/4" - 16 UNF с выступающим торцом (уплотнение корпуса из фторэластомера), шток 10мм;
H - фланец с резьбой 3/4" - 16 UNF (уплотнение корпуса из фторэластомера), шток 10мм;
V - фланец с резьбой M18 x 1,5 (уплотнение корпуса из фторэластомера), шток 10мм;
C - фланец встраиваемый 48мм, шток 10мм, мертвая зона 60мм;
E - фланец встраиваемый 48мм, шток 10мм, мертвая зона 36,5мм;
R - фланец встраиваемый 48мм, шток 7мм, мертвая зона 60мм;
N - фланец встраиваемый 30мм, шток 10мм, мертвая зона 36,5мм;
1D1S - фланец встраиваемый 34,5мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 250мм;
2D1S - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 250мм;
3D1S - фланец встраиваемый 26,92мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 250мм;
1D2S - фланец встраиваемый 34,5мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 400мм;
2D2S - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 400мм;
3D2S - фланец встраиваемый 26,92мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 400мм;
1D3S - фланец встраиваемый 34,5мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 600мм;
2D3S - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 600мм;
3D3S - фланец встраиваемый 26,92мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 600мм;
1DxS - фланец встраиваемый 34,5мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель по спец. исполнению длиной до 1800мм;
2DxS - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель по спец. исполнению длиной до 1800мм;
3DxS - фланец встраиваемый 26,92мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель по спец. исполнению длиной до 1800мм;
1R4B - фланец встраиваемый 34,5мм, шток 10мм, соединительные провода 170мм;
2R4B - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 10мм, соединительные провода 170мм;
3R4B - фланец встраиваемый 26,92мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 170мм;
1R5B - фланец встраиваемый 34,5мм, шток 10мм, соединительные провода 230мм;
2R5B - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 10мм, соединительные провода 230мм;
3R5B - фланец встраиваемый 26,92мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 230мм;
1R6B - фланец встраиваемый 34,5мм, шток 10мм, соединительные провода 350мм;
2R6B - фланец с резьбой M18 x 1,5, шток 10мм, соединительные провода 350мм;
3R6B - фланец встраиваемый 26,92мм, шток 10мм, соединительный полиуретановый кабель 350мм;
| 1RxB - фланец встраиваемый 34,5мм, | шток | 10мм, | соединительные провода | по спец. |
| исполнению длиной до 600мм; 2RxB - фланец с резьбой M18 x 1,5, | шток | 10мм, | соединительные провода | по спец |
| исполнению длиной до 600мм; 3RxB - фланец встраиваемый 26,92мм, | шток | 10мм, | соединительные провода | по спец. |
исполнению длиной до 600мм;
В - диапазон измерений в мм;
Г* - нулевая точка:
T = 50мм;
T2 = 130мм;
T3 = по спец. исполнению;
B = 30мм;
Д - тип подключения:
GDM - прямоугольный разъём 4 контакта HIRSCHMANN;
S32 - вилка 8 контактная, M16;
D34 - вилка 5 контактная, M12;
D60 - вилка 6 контактная, M16;
D70 - вилка 7 контактная, M16;
D84 - вилка 8 контактная, M12;
N06E...N25E - вилка 4 контактная, схема подключения (2, 3, 4), 4 провода длиной от 6см до 25см;
N06G.N25G - вилка 4 контактная, схема подключения (1, 3, 4), 4 провода длиной от 6см до 25см;
N06H.N25H - вилка 4 контактная, схема подключения (1, 2, 3), 4 провода длиной от 6см до 25см;
T05A.T10A - 4-х жильный, экранированный PUR кабель длиной от 5 до 10 м;
N06A.N25A - 4 одиночных провода сечением 0,5 мм2 длиной от 6 до 25 м;
R01.R30 - PVC кабель от 1 до 30м;
H01.H30 - PUR кабель от 1 до 30м;
T01.T30 - тефлоновый кабель от 1 до 30м;
S01.S30 - силиконовый кабель от 1 до 30м;
Е - тип выхода датчика и его параметры:
Таблица 1 - Тип выхода для датчиков MSI-H, MSI-D, MSI-HE, MSI-B, MSI-HS, MSI-GT, MSI-GT2, MSI-GT3 с аналоговым интерфейсом
| Описание | Тип выхода | Диапазон выходного сигнала |
| Выход 1 | Выход 2 |
| 1 выход с 1 позиционным магнитом | V01 | от 0 до 10 В | - |
| V11 | от 10 до 0 В |
| V21 | от -10 до 10 В |
| V31 | от 10 до -10 В |
| V41 | от 0 до 5 В |
| V51 | от 5 до 0 В |
| V61 | от -5 до 5 В |
| A01 | от 4 до 20 мА |
| A11 | от 20 до 4 мА |
| A21 | от 0 до 20 мА |
| A31 | от 20 до 0 мА |
| A41 | от 0 до 24 мА |
| A51 | от 24 до 0 мА |
| 2 выхода с 2 позиционными магнитами | V02 | от 0 до 10 В | от 0 до 10 В |
| V12 | от 10 до 0 В | от 10 до 0 В |
| V22 | от -10 до 10 В | от -10 до 10 В |
| V32 | от 10 до -10 В | от 10 до -10 В |
| V42 | от 0 до 5 В | от 0 до 5 В |
| V52 | от 5 до 0 В | от 5 до 0 В |
| V62 | от -5 до 5 В | от -5 до 5 В |
| A02 | от 4 до 20 мА | от 4 до 20 мА |
| A12 | от 20 до 4 мА | от 20 до 4 мА |
| A22 | от 0 до 20 мА | от 0 до 20 мА |
| A32 | от 20 до 0 мА | от 20 до 0 мА |
| A42 | от 0 до 24 мА | от 0 до 24 мА |
| A52 | от 24 до 0 мА | от 24 до 0 мА |
| 2 выхода с 1 позиционным магнитом | V03 | от 0 до 10 В | от 10 до 0 В |
| V04 | от 10 до -10 В | от -10 до 10 В |
| A03 | от 4 до 20 мА | от 20 до 4 мА |
| A04 | от 4 до 20 мА | от 0 до 10 В |
| 2 выхода с 1 позиционным магнитом (положение + скорость) | V01 xxxx | от 0 до 10 В | от 0 до 10 В |
| V11 xxxx | от 10 до 0 В | от 10 до 0 В |
| A01 xxxx | от 4 до 20 мА | от 4 до 20 мА |
| A11 xxxx | от 20 до 4 мА | от 20 до 4 мА |
Таблица 2 - Тип выхода для датчиков MSI-MH с аналоговым интерфейсом
| Описание | Тип выхода | Диапазон выходного сигнала |
| 1 выход с 1 позиционным магнитом | V11 | от 0,25 до 4,75 В |
| V12 | от 0,5 до 4,5 В |
| V13 | от 4,75 до 0,25 В |
| V14 | от 4,5 до 0,5 В |
| A01 | от 4 до 20 мА |
| A11 | от 20 до 4 мА |
Тип выхода для датчиков всех модификаций с цифровым интерфейсом SЗИКЛММ, где:
S - Тип интерфейса: RS422, протокол передачи данных SSI;
З - Длина параллельного кода:
1 - 25;
2 - 24;
3 - 26 бит;
И - Кодировка:
B - двоичная;
G - код грея;
К - Разрешение:
1 - 0,005 мм;
2 - 0,01 мм;
3 - 0,05 мм;
4 - 0,1 мм;
5 - 0,02 мм;
6 - 0,002 мм;
7 - 0,04 мм;
8 - 0,001мм;
Л - 1 - стандартное исполнение;
М - направление измерения:
0 0 - направление измерения вперед;
01 - направление измерения назад;
02 - направление измерения вперед синхронный режим;
05 - направление измерения вперед, при длине параллельного кода 26 бит: 25 бит = тревога; 26 бит = проверка на чётность.
* Обозначение под буквами Б и Г пропускаются в сериях MSI-GT, MSI-B
Пример обозначения датчиков линейных перемещений с аналоговым выходом: MSI-H.M.0500.T.D60.A01, где:
MSI-H - модификация датчика;
M - фланец с резьбой М18*1,5;
0500 - верхний предел измерений 500 мм;
T - нулевая точка 50 мм;
D60 - разъема для кабеля 6-ти контактная вилка М16;
A01 - тип выхода 4 до 20мА.
Пример обозначения датчиков линейных перемещений с цифровым выходом: MSI-H.M.0500.T.D70.S1B8100, где:
MSI-H - модификация датчика;
M - фланец с резьбой М18*1,5;
0500 - верхний предел измерений 500 мм;
T - нулевая точка 50 мм;
D70 - разъема для кабеля 7-ти контактная вилка М16;
S1B8100 - тип выхода RS422, протокол данных SSI, длина массива данных 25 Бит, кодировка бинарная, разрешение 1 мкм, стандартное исполнение, направление измерения вперёд.
Заводской номер средства измерений, в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится типографским способом на расположенную корпусе маркировочную наклейку.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Пломбирование не производится. В процессе эксплуатации, средства измерений не предусматривают внешних механических регулировок.
Общий вид приборов приведён на рисунке 1.
д)
ж)
б)
в)
з)
Рисунок 1 - Общий вид преобразователей линейных перемещений стержневых MSI модификаций: а) MSI-H; б) MSI-D; в) MSI-HE; г) MSI-MH; д) MSI-B; е) MSI-HS; ж) MSI-GT2, MSI-GT3; з) MSI-GT.
Место нанесения заводского номера
а)
г)
е)
Программное обеспечение
Датчики линейных перемещений с цифровым интерфейсом передачи данных (мод. MSI-H, MSI-D, MSI-B, MSI-HS) имеют метрологически значимое встроенное программное обеспечение (далее - ВПО), осуществляющее обработку и передачу результатов измерений.
ВПО устанавливается на предприятии-изготовителе во время производственного цикла, доступ пользователя к ВПО отсутствует, и в процессе эксплуатации модификации не подлежит.
Конструкция датчиков исключает возможность несанкционированного влияния на программное обеспечение и измерительную информацию.
В соответствии с п. 4.5 рекомендации по метрологии Р 50.2.077-2014 уровень защиты встроенного ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий».
Для отображения результатов измерений применяется любое программное обеспечение (далее - ПО), работающее по протоколу SSI, например, «Конфигуратор SSI» (ООО «МультиСистемная Интеграция»). Данное ПО не является метрологически значимым.
Идентификационные данные ВПО - отсутствуют.
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Модификация | MSI-H | MSI-D | MSI-B | MSI-MH | MSI-HE | MSI-HS, MSI-GT, MSI-GT2, MSI-GT3 |
| Нижний предел измерений, мм | От 0 |
| Верхний предел измерений *, мм | От 25 до 3800 | От 25 до 3800 | От 25 до 3800 | От 25 до 2500 | От 25 до 2500 | От 25 до 3800 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений линейных перемещений | абсолютной для датчиков модификаций с верхним пределом измерений до 500 мм включ., мм | ±0,05 | ±0,05 | ±0,04 | ±0,1 | ±0,09 | ±0,04 |
| приведенной для датчиков с верхним пределом измерений св. 500 мм, % | ±0,01 | ±0,01 | ±0,01 | ±0,025 | ±0,02 | ±0,01 |
| Коэффициент преобразования, ** мм/мА (мм/В) | „ Визм. к = ^в.п.с. ^н.п.с. |
* Верхний предел измерений определяется заказом потребителя с шагом 1 мм. Действительное значение указано в паспорте.
Фактическое значение приведено в паспорте средства измерений
Du3M. - диапазон измерений датчика, мм
Пв.п.с. - верхний предел диапазона выходного сигнала в соответствии с таб. 1 и 2, мА (В)
Пн.п.с. - нижний предел диапазона выходного сигнала в соответствии с таб. 1 и 2, мА (В)
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Модификация | MSI-H | MSI-D | MSI-B |
| Габаритные размеры (ДлинахШиринахВысота), мм, не более | (L+250)x80x80 | (L+280)x80x80 | (L+140)x80x80 |
| Масса, кг, не более | 6,0 | 7,0 | 7,0 |
| Напряжение питания от источника постоянного тока, В | +24 (- 15 / +20) % |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающей среды, °С | от -40 до +85 | от -40 до +75 |
| - относительная влажность, не более | 90, без образования конденсата |
| Дискретность отчёта измерений, мкм | 1 |
| - предел допустимой вибрационной нагрузки (при частоте 10-2000 Гц), м/с2 | 15-g |
| Где: g - ускорение свободного падения, 9,80665 м/с2 L - верхний предел измерений, мм |
Продолжение таблицы 4
| Наименование характеристики | Значение |
| Модификация | MSI-MH | MSI-HE | MSI-GT | MSI-GT2 MSI-GT3 | MSI-HS |
| Габаритные размеры (ДлинахШиринахВысота), мм, не более | (L+120)x80x80 | (L+250)x80x80 | (L+200)x80x80 |
| Масса, кг, не более | 4,0 | 6,0 | 8,0 |
| Напряжение питания от источника постоянного тока, В | +12 / +24 (- 15 / +20) % | +24 (- 15 / +20) % |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающей среды, °С | от -40 до +75 |
| - относительная влажность, не более | 90, без образования конденсата |
| Дискретность отчёта измерений, мкм | 1 |
| Степень защиты по ГОСТ 14254-2015 | - | - | - | - | IP68 |
| Предел допустимой вибрационной нагрузки (при частоте 10-2000 Гц), м/с2 | 25-g (волновод диаметром 10 мм) 15-g (волновод диаметром 7 мм) | 15-g |
| Где: g - ускорение свободного падения, 9,80665 м/с2 L - верхний предел измерений, мм |
Знак утверждения типа
Наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность приборов
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Датчик линейных перемещений стержневой (модификация в соответствии с заказом) | MSI | 1 шт. |
| Паспорт | - | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. на партию |
Сведения о методах измерений
Приведены в разделе 6 «Монтаж» документа «Датчики линейных перемещений стержневые MSI. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1-10’9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм, утвержденная приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 декабря 2018 г. № 2840;
ТУ 26.51.66-001-28130081-2020 Датчики линейных перемещений MSI. Технические условия.
