当一个铁磁材料-如铁，镍或钴-受到一个外部磁场，磁域在材料对齐中，产生内部应力，导致材料的形状或尺寸发生变化。这种现象被称为磁致伸缩。相反，当磁致伸缩材料受到应力时，其磁性会发生变化。这被称为维拉里效应。

磁致伸缩的另一种表现形式是Wiedemann效应:当导线受到平行于其长度的磁场时，电流通过导线，导线在磁场发生的位置经历扭转应变。

Wiedemann效应和Villari效应构成了线性磁致伸缩传感器的基础。

---

所有铁磁材料都经历磁致伸缩，但在某些材料中，尺寸变化的幅度太小，无法实际使用。例如，当将磁致伸缩棒或棒置于平行于棒长度的磁场中时，棒的长度将发生变化。然而，用于线性磁致伸缩传感器的材料的长度变化非常小——通常在10的数量级⁶m / m

---

在磁致伸缩传感器中，导线或棒被称为波导。它通常由铁合金制成，并安装在机器的固定部分。磁场是由磁铁提供的，称为位置磁铁，它附着在被测量的运动部件上。短脉冲电流(1-3 μs)被施加到连接在波导上的导体上。

正如Wiedemann效应所述，由于电流引起的磁场和位置磁铁引起的磁场的相互作用，波导中产生扭转应变(扭转)。由于电流是作为脉冲施加的(称为询问脉冲)，扭曲以超声波的形式沿电线传播，以大约2850米/秒的速度移动。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，它依赖于维拉里效应来创建一个电压脉冲，指示接收到机械应变波。

初始电流脉冲和检测到机械脉冲之间的时间表明了位置磁铁的位置，因此，被测量的运动部件的位置。查询速率或更新速率可以从每秒1次到每秒4000次以上，最大更新速率由波导的长度决定。

磁致伸缩传感器提供绝对位置信息，与增量式编码器不同，当断电时不需要重新定位。它们还可以在一个波导上使用多个位置磁铁，这使得它们非常适合需要沿同一轴的多个组件的位置信息的应用，例如切割机上的刀。开云体育store

除了非接触外，磁致伸缩设计还将波导封装在挤压铝制外壳或不锈钢管中，因此它们实际上不受污染。它们也可以在位置磁铁和波导之间有屏障时工作——只要屏障是非磁性的，如陶瓷、塑料、铝或不锈钢。

图片来源:Balluff GmbH