DE19700681A1

DE19700681A1 - Magnetostriktiver Draht und Vorrichtung zur Erfassung einer Verschiebung

Info

Publication number: DE19700681A1
Application number: DE19700681A
Authority: DE
Inventors: Kazushi Kuroda; Hideo Hayashi; Kentaro Ogata
Original assignee: Toyota Motor Corp; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Proterial Ltd
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 1997-07-17
Also published as: JPH09189504A; JP3059928B2; US5886518A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung einer Verschiebung, welche die physikalische Verschiebung eines Objekts oder Flüssigkeitspegels unter Aus nützung des Magnetostriktionsphänomens erfaßt, sowie auf ei nen magnetostriktiven Draht dafür.

In der US-Patentschrift Nr. 3173131 ist ein magnetostriktives Gerät zur Erfassung einer Verschiebung offenbart, welches ei nen magnetostriktiven Draht, einen entlang dem Draht bewegli chen Dauermagneten, eine Oszillatoreinrichtung zum Anlegen eines Impulsstroms an den Draht sowie eine Empfangseinrich tung umfaßt, welche an einem ausgewählten Abschnitt des Drahts angebracht ist, um eine Ultraschallwelle oder ein Ma gnetostriktionssignal zu empfangen, welche(s) in einem nahe am Dauermagneten befindlichen Abschnitt des Drahts erzeugt wird.

Ein durch die Oszillatoreinrichtung an den Draht angelegter Impulsstrom erzeugt ein kreisförmiges Magnetfeld um den Draht über dessen gesamte Länge hinweg, und der Dauermagnet erzeugt ebenfalls ein axiales Magnetfeld entlang dem Draht, jedoch nur in einem nahe bei ihm gelegenen Abschnitt, so daß der Draht in diesem Abschnitt aufgrund des Wiedemann-Effekts ver dreht oder verzerrt wird, und durch das plötzliche Auftreten der Verzerrung wird eine Drehschwingung oder eine Ultra schallwelle ausgebildet, die sich zu bei den Drahtenden hin fortpflanzt. Die Erfassung dieser Ultraschallwelle mit einer Empfangseinrichtung ermöglicht es, daß ein Abstand L entlang des Drahts von der Empfangseinrichtung zum Dauermagneten als Funktion der Zeit t angegeben werden kann, ausgedrückt durch:

L = V · t

wobei V eine Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Ultraschall welle darstellt und durch den Schermodul G des magnetostrik tiven Drahts sowie die Dichte ρ des Drahts bestimmt wird, ausgedrückt durch:

V = (G/ρ)^1/2

Wenn ein Draht aus Ni gefertigt ist, einem gewöhnlich für den Draht verwendetem Material, ändern sich der Schermodul G und die Dichte ρ bei einer Temperaturänderung, was eine Änderung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit und das Auftreten eines Fehlers bei der Abstandsmessung hervorruft.

In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2- 183117 ist ein magnetostriktiver Draht offenbart, der aus ei ner Elinvar-Legierung wie "NiSpanC" (Handelsname) gefertigt ist, einer Konstant-Modul-Legierung mit einem Modul, der sich nicht mit der Temperatur ändert. Der Temperaturkoeffizient der Ultraschallwellen-Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Elin var-Legierung kann durch Hitzebehandlung oder andere Verfah rensbedingungen auf 20 ppm/°C oder weniger verringert werden. Im Gegensatz dazu liegt der Meßfehler aufgrund von Tempera turänderung im Erfassungsstromkreis im allgemeinen im Bereich von 200 bis 500 ppm/°C. Daher kann die Änderung der Ultra schallwellen-Fortpflanzungsgeschwindigkeit bei der Elinvar- Legierung praktisch ignoriert werden. So wird wegen ihres kleinen Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz und ei ner stabilen Magnetostriktions-Übertragungsgeschwindigkeit oder Drehschwingungsgeschwindigkeit, welche sich nicht mit der Temperatur ändert, die Elinvar-Legierung vorteilhaft als Material für einen magnetostriktiven Draht verwendet.

Andererseits hat die Elinvar-Legierung einen Magnetostrikti onskoeffizienten (λ), der so klein wie etwa 5 × 10^-6 ist, und daher ist bei der Erfassung einer Verschiebung eine Verstär kung mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit erforderlich. Darüber hinaus wird der Magnetostriktionskoeffizient bei Temperaturen oberhalb von 100°C leicht vermindert, was ebenfalls einen Fehler bei der Erfassung einer Verschiebung hervorruft.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen magneto striktiven Draht bereitzustellen, mit dem die Nachteile des herkömmlichen Elinvar-Legierungsdrahts überwunden werden, so daß sich nicht nur die Magnetostriktions-Übertragungsge schwindigkeit, sondern auch die Magnetostriktionsintensität nicht mit der Temperatur ändert und der Magnetostriktions koeffizient ausreichend groß ist, so daß die Erfassung einer Verschiebung ohne die Notwendigkeit einer Verstärkung mit ho her Reaktionsgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Um die vorstehende Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein magnetostriktiver Draht für eine Vorrich tung zur Erfassung einer Verschiebung zusammen mit einem Ma gnetostriktion erzeugenden Magneten bereitgestellt, welcher nahe am Draht und relativ zu diesem beweglich angebracht ist, wobei der Draht im wesentlichen aus 35 bis 60 Gew.-% Ni und einem aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen bestehenden Rest zusammengesetzt ist, kaltdrahtgezogen und anschließend hitzebehandelt wurde und einen Magnetostriktionskoeffizienten besitzt, der größer als der in einem nur kaltdrahtgezogenen Zustand beobachtete ist. Die Hitzebehandlung wird vorzugswei se bei einer Temperatur von 400°C bis 1100°C durchgeführt.

Es wird auch eine Vorrichtung zur Erfassung einer Verschie bung bereitgestellt, welche einen magnetostriktiven Draht und einen relativ dazu und daran entlang beweglich angebrachten Magnetostriktion erzeugenden Magneten umfaßt, um eine relati ve Verschiebung zwischen dem magnetostriktiven Draht und dem Magneten nachzuweisen, bezogen auf eine Fortpflanzungszeit eines Magnetostriktionssignals durch den Draht, das in einem nahe beim Magneten befindlichen Drahtabschnitt durch einen an den Draht angelegten Impulsstrom erzeugt wird, wobei der Draht im wesentlichen aus 35 bis 60 Gew.-% Ni und einem aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen bestehenden Rest zu sammengesetzt ist, kaltdrahtgezogen und anschließend hitzebe handelt wurde und einen Magnetostriktionskoeffizienten be sitzt, der größer als der in einem nur kaltdrahtgezogenen Zu stand beobachtete ist.

Der magnetostriktive Draht gemäß der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen aus 35 bis 60 Gew.-% Ni und einem aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen bestehenden Rest zusam mengesetzt. Das heißt, daß die erfindungsgemäß vorliegende Legierung auf einer Legierung vom Permalloy-Typ basiert, die aus 35 bis 60 Gew.-% Ni und einem Rest aus Fe besteht. Es ist hinlänglich bekannt, daß Legierungen vom Permalloy-Typ mit Zusammensetzungen innerhalb dieses Bereichs einen großen Ma gnetostriktionskoeffizienten haben.

Gewerblich erhältliche Legierungen vom Permalloy-Typ umfassen eine Gruppe mit hohem Ni-Gehalt, einschließlich Grad A (70 bis 80 Gew.-% Ni) und Grad C (70 bis 80 Gew.-% Ni mit 4 bis 14 Gew.-% an einem oder zwei Elementen aus Cu, No, Cr und Nb), sowie eine Gruppe mit niedrigem Ni-Gehalt, einschließ lich Grad B (40 bis 50 Gew.-% Ni oder 40 bis 50 Gew.-% Ni mit 3 bis 5 Gew.-% an einem Element aus No, Si und Cu), Grad D (35 bis 40 Gew.-% Ni) und Grad E (45 bis 55 Gew.-% Ni). Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der magnetostriktive Draht aus einer Legierung gefertigt, die auf einer Legierung vom Per malloy-Typ aus der Gruppe mit niedrigem Ni-Gehalt bzw. den Graden B, D und E besteht. Der magnetostriktive Draht gemäß der vorliegenden Erfindung ist typischerweise aus einer Le gierung gefertigt, die aus 50 Gew.-% Ni und 50 Gew.-% Fe be steht.

Der magnetostriktive Draht gemäß der vorliegenden Erfindung kann Mo, Si und Cu, die in etwas B-Grad-Legierung vom Permal loy-Typ enthalten sind, sowie ebenfalls einige Gew.-% an an deren Additiven zur Verbesserung der Durchlässigkeit oder Korrosionsbeständigkeit enthalten.

Die für magnetostriktive Drähte verwendeten Legierungen vom Elinvar-Typ schließen die Klassen I, II, III und IV ein, wo bei die Klassen II, III und IV Ni nicht als primäre Komponen te enthalten, d. h. sie enthalten ein anderes Element in einer größeren Menge als Ni, falls Ni enthalten ist. Die Klasse I enthält absichtlich Cr als Additiv, um die unter den Herstel lungsbedingungen durch die Temperatur hervorgerufene Änderung des Schermoduls zu stabilisieren oder zu unterbinden, obwohl sie Ni als primäre Komponente enthält, typischerweise in ei ner Menge von 36 Gew.-% Ni und 12 Gew.-% Cr-Fe, was als Elin var bezeichnet wird. Einige der Legierungen der Klasse I ent halten weiterhin 0,5 bis zu einigen Gew.-% an C, Ti, Mo, Si, Mn, Al usw.

Der magnetostriktive Legierungsdraht gemäß der vorliegenden Erfindung enthält nicht notwendigerweise Cr absichtlich als Additiv, und der Cr-Gehalt beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1 Gew.-%, bevorzugter nicht mehr als 0,5 Gew.-%. Dies dient zur Gewährleistung eines Magnetostriktionskoeffizien ten, der größer als derjenige der Legierung vom Elinvar-Typ ist, welche absichtlich Cr enthält.

Der vorliegende erfindungsgemäße magnetostriktive Draht wird aus der vorstehend genannten Legierung durch Kaltdrahtziehen und anschließende Hitzebehandlung hergestellt. Durch die Hit zebehandlung wird ein Magnetostriktionskoeffizient bereitge stellt, der größer als der in einem nur Kaltdrahtgezogenen Zustand beobachtete ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Magnetostriktionskoeffizient nicht wesentlich von der Verkleinerung der Fläche beim Kaltdrahtziehen abhängig. Der Magnetostriktionskoeffizient wird durch eine Hitzebehandlung nach dem Kaltdrahtziehen erhöht, verglichen mit dem nach dem Kaltdrahtziehen erhaltenen. Normalerweise wird die Hitzebe handlung in einem Ofen durchgeführt, ist aber im Ofen nicht notwendigerweise eingeschränkt. Die Atmosphäre bei der Hitze behandlung ist nicht notwendigerweise eingeschränkt, sondern kann irgendeine Atmosphäre sein, die keinen wesentlichen Ein fluß auf die Oberflächenqualität, chemische Zusammensetzung, magnetostriktive Eigenschaft usw. des Drahts bei der während der Hitzebehandlung verwendeten Temperatur ausübt. Die Atmo sphäre kann aus einer oxidierenden Atmosphäre wie Luft und Sauerstoff, einer reduzierenden Atmosphäre wie Wasserstoff sowie einer Inertgasatmosphäre wie Argon gemäß der vorhande nen Ausrüstung für die Hitzebehandlung ausgewählt werden. Beispielsweise hat eine oxidierende Atmosphäre keinen wesent lichen Einfluß auf die magnetostriktive Eigenschaft, selbst wenn sich auf der Oberfläche des Drahts ein dünner Oxidfilm bildet.

In der für den magnetostriktiven Draht gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Legierung vom Permalloy-Typ wird der Magnetostriktionskoeffizient selbst bei erhöhten Temperaturen von höher als 100°C nicht vermindert, wie das beim herkömmli chen Legierungsdraht vom Elinvar-Typ der Fall war, sondern sowohl der Magnetostriktionskoeffizient als auch die Magneto striktions-Übertragungsgeschwindigkeit über einen breiten Temperaturbereich von -40°C bis 150°c nicht wesentlich verän dert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung wird die Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 400°C bis 1100°C durchgeführt.

Bei der Durchführung der Hitzebehandlung sollte berücksich tigt werden, daß sich die geeignete Temperatur der Ofenatmo sphäre zum Erreichen eines gewünschten Werts für den Magneto striktionskoeffizienten mit dem Verfahren der Hitzebehandlung ändert. Typischerweise wird der im wesentlichen gleiche Wert des Magnetostriktionskoeffizienten erhalten, wenn man den Draht entweder 2 Stunden in einem auf 800°C gehaltenen Ein satzofen hält oder in 6 Sekunden durch einen auf 920°C gehal tenen Durchlaufofen mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 45 m/min führt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein graphische Darstellung, welche den Magnetostrikti onskoeffizienten und die Härte des magnetostriktiven Drahts als Funktion der Temperatur bei der Hitzebehandlung dar stellt;

Fig. 2 eine schematische Veranschaulichung eines magnetostrik tiven Drahts mit integrierter Feder, welcher einen hohen Grad an Härte aufweist;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche Reflexionswellen von einem Ende des magnetostriktiven Drahts zeigt;

Fig. 4(a) und 4(b) graphische Darstellungen, die Magneto striktionswellen vor und nach der Deformierung durch die in Fig. 3 gezeigten Reflexionswellen darstellen; und

Fig. 5 eine schematische Veranschaulichung eines in Fig. 2 gezeigten magnetostriktiven Drahts mit integrierter Feder, wobei der Draht mit einem Schwingungen absorbierenden Materi al wie einem Silikonharz beschichtet ist.

Fig. 1 zeigt den Magnetostriktionskoeffizienten und die Här te als Funktion der Temperatur bei der Hitzebehandlung für einen Draht aus einer 50 Gew.-%-Ni-Fe-Legierung (0,4 mm ⌀ Durchmesser) als typisches Beispiel eines magnetostriktiven Drahts gemäß der vorliegenden Erfindung. Zum Vergleich ist in Fig. 1 auch eine Meßkurve enthalten, welche den Magnetostrik tionskoeffizienten eines Drahts aus einer NiSpanC-Legierung veranschaulicht, also einem herkömmlichen Legierungsdraht vom Elinvar-Typ.

Wie in Fig. 1 am linken Ende gezeigt, hat der herkömmliche Draht vom Elinvar-Typ, der nicht hitzebehandelt ist, sondern in einem kaltdrahtgezogenen Zustand verwendet wird, einen Ma gnetostriktionskoeffizienten von etwa 5 × 10^-6.

Der vorliegende erfindungsgemäße Draht hat in einem kalt drahtgezogenen Zustand einen Koeffizienten von 2 × 10^-6, also kleiner als der Koeffizient des Drahts vom herkömmlichen Elinvar-Typ, aber nach einer Hitzebehandlung einen größeren Koeffizienten als der herkömmliche Draht. Durch die Hitzebe handlung, insbesondere bei der Durchführung bei einer Tempe ratur von 400°C bis 1100°C, wird ein beträchtlich verbesser ter Magnetostriktionskoeffizient bereitgestellt. Eine Hitze behandlung bei etwa 600°C führt zum größten Koeffizienten, der etwa das Achtfache des herkömmlichen Drahts beträgt.

Es sollte ebenfalls bemerkt werden, daß der vorliegende er findungsgemäße Draht zwei verschiedene Härtegrade aufweist, wenn er bei Temperaturen hitzebehandelt wird, die niedriger und höher als 600°C liegen.

Bei einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 400°C bis 600°C hat der Draht gemäß der vorliegenden Erfindung den gleichen Härtegrad (etwa HV260) wie im kaltdrahtgezogenen Zu stand. Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erfassung einer Ver schiebung gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher der hohe Grad an Härte verwendet wird.

Ein magnetostriktiver Draht 10 besitzt ein Ende 10A in Form einer Spiralfeder, deren Spitze an einem Trägerelement 16 be festigt ist. Der lineare Hauptkörper des Drahts 10 erstreckt sich durch einen ringförmigen, Magnetostriktion erzeugenden Dauermagneten 12, der entlang und relativ zum Draht 10 wan dert. Das andere Ende des Drahts 10 ist von einer Erfassungs spirale 14 umgeben, welche in einer Entfernung L (der wesent lichen Länge des linearen Hauptkörpers des Drahts 10) von der Spiralfeder 10A und in einer Entfernung X vom Dauermagneten 12 angebracht ist. Impulsströme werden an den Draht 10 durch das Ende angelegt, an dem die Erfassungsspirale 14 angebracht ist.

In einer Vorrichtung zur Erfassung einer Verschiebung, in der ein magnetostriktiver Draht verwendet wird, muß an den Draht eine gleichbleibende Spannung angelegt werden, um eine gleichförmige Menge an Magnetostriktion über die gesamte Drahtlänge zu gewährleisten. Daher wird herkömmlich eine Fe der durch Kalfatern (caulking) oder ein anderes Verfahren mit einem Ende des Drahts verbunden. Im Gegensatz dazu kann ein magnetostriktiver Draht mit einem hohen Härtegrad gemäß der vorliegenden Erfindung wie in Fig. 2 gezeigt ein als Spiral feder 10A geformtes Ende besitzen, d. h. die Spiralfeder 10A kann in den Hauptkörper 10 integriert werden. Dies ist ein Vorteil gegenüber dem herkömmlichen Draht, da im Gegensatz zu der herkömmlich kalfaterten Feder die integriert gebildete Spiralfeder 10A nicht vom Hauptkörper 10 getrennt ist, wo durch die Zuverlässigkeit verbessert und aufgrund der Verrin gerung der Anzahl der Bestandteile die Verringerung der Pro duktionskosten ermöglicht wird.

Bei einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 600°C bis 1100°C hat der Draht einen niedrigeren Härtegrad (etwa HV120 bis 140). Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erfassung einer Verschiebung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrie ben, in welcher der niedrigere Härtegrad verwendet wird. In diesem Fall hat eine Vorrichtung zur Erfassung einer Ver schiebung im wesentlichen die gleiche Struktur wie in Fig. 2 gezeigt, mit der Ausnahme, daß in den magnetostriktiven Draht 10 die Feder 10A nicht integriert ist, sondern eine getrennte Feder mit einem Ende des Drahts verbunden ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt wird eine Ausgangsmagnetostriktion WO in dem nahe am Magneten 12 befindlichen Drahtabschnitt zum Zeitpunkt (t=0) des Anlegens eines Stromimpulses P erzeugt und von beiden Enden 10E1 und 10E2 des Drahts oder von einer Verbindung 18 des Drahts 10 mit dem Trägerelement 16 reflek tiert, wodurch Reflexionswellen Wi gebildet werden, die sich unter Abschwächung durch den Draht fortpflanzen.

Zur Vereinfachung zeigt Fig. 3 die jeweiligen Zeitpunkte, an denen Magnetostriktionssignale die Erfassungsspirale 14 er reichen, wobei nur das Ausgangssignal und die von beiden En den 10E1 und 10E2 reflektierten Signale (Fig. 2) des Drahts berücksichtigt werden. Der Zeitpunkt, zu dem eine reflektier te Welle die Erfassungsspirale 14 erreicht, wird als Funktion des Abstands X zum Magneten und des Abstands L zur Feder 10A von der Erfassungsspirale 14 aus sowie der Fortpflanzungsge schwindigkeit V der reflektierten Wellen bestimmt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 pflanzt sich eine im Draht 10 an der Position des Magneten 12 erzeugte Ausgangsmagnetostrikti on WO einerseits durch den Draht 10 über eine Strecke X nach links fort, um die Position der Erfassungsspirale 14 zu einem Zeitpunkt t = X/V zu erreichen, und wird als ein die Position des Magneten 12 darstellendes Signal erfaßt.

Andererseits pflanzt sich das Ausgangssignal WO auch durch den Draht 10 über eine Strecke L-X nach rechts fort und wird vom rechten Ende 10E2 des Drahts 10 reflektiert, wodurch sich ein reflektiertes Signal W1 bildet, welches sich anschließend durch den Draht 10 über eine Strecke L nach links fortpflanzt und die Position der Erfassungsspirale 14 zu einem Zeitpunkt (2L-X)/V erreicht.

Das Ausgangssignal WO wird auch vom linken Ende 10E1 des Drahts 10 reflektiert, an dem die Erfassungsspirale 14 ange bracht ist, wodurch sich ein reflektiertes Signal W2 bildet, welches über die gesamte Länge L des Drahts 10 zurückläuft, d. h. sich über eine Länge 2L fortpflanzt, und zur Position der Erfassungsspirale 14 zurückkehrt. Unter Berücksichtigung der ursprünglichen Fortpflanzungsstrecke X beträgt die An kunftszeit t= (2L+X)/V.

Eine andere in Fig. 3 gezeigte reflektierte Welle W3 wird aus der ersten reflektierten Welle W1 gebildet, wenn diese zwei mal reflektiert wird, vom linken Ende 10E1 und vom rechten Ende 10E2, und die Position der Erfassungsspirale 14 er reicht.

Beim Vorhandensein verschiedener vorstehend beschriebener re flektierter Wellen Wi wird bei Erhöhung der Zeitauflösung durch Verringerung des Stromimpulsintervalls, um die Erfas sungsreaktion zu verbessern, das Ausgangssignal WO (Fig. 4(a)) von der reflektierten Welle Wi (Fig. 3) dahingehend be einflußt, daß sie zu einer deformierten Welle WOI wird (Fig. 4(b)), wodurch ein Fehler hinsichtlich der erfaßten Position auftritt.

Um dieses Problem zu lösen, war es herkömmlicherweise notwen dig, ein elastisches Bauteil mit einem Ende eines magneto striktiven Drahts zu verbinden, um die Reflexion der Magneto striktionssignale zu minimieren oder zu unterbinden, wie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61- 112923 veröffentlicht.

Durch den magnetostriktiven Draht mit dem niedrigeren Härte grad gemäß der vorliegenden Erfindung wird aufgrund dessen geringer Reflexionseffizienz eine verringerte Amplitude der reflektierten Wellen bereitgestellt. Dadurch wird vorteilhaft die Wellenreflexion an den Drahtenden verringert, ohne daß ein herkömmlich notwendiges elastisches Bauteil verwendet wird, so daß die Zeitauflösung durch Verringerung des Strom impulsintervalls erhöht werden kann, um die Erfassungsreakti on zu verbessern.

Um die Reflexion weiter zu verringern, kann der Endabschnitt des magnetostriktiven Drahts mit einem Schwingungen absorbie rendem Material wie Silikonharz beschichtet werden.

Wenn ein Draht mit dem höheren Härtegrad derart mit einem Schwingungen absorbierendem Material beschichtet wird, wird aufgrund der großen Härte ein Draht mit integrierter Feder erhalten und auch die Reflexion verringert. Fig. 5 zeigt ei nen sehr harten Draht mit integrierter Feder, wie in Fig. 2 gezeigt, der einen mit Silikonharz 20 beschichteten Abschnitt nahe bei der Feder 10A besitzt.

Der magnetostriktive Draht gemäß der vorliegenden Erfindung hat entweder eine große oder geringe Härte, welche selektiv gemäß der Anwendung der Vorrichtung zur Erfassung einer Ver schiebung verwendet werden kann, und auch sowohl die Vorteile von großer Härte als auch des Effekts der Verringerung von Reflexion, wie in Fig. 5 gezeigt.

Wie vorstehend beschrieben ist gemäß der vorliegenden Erfin dung eine Vorrichtung zur Erfassung einer Verschiebung sowie ein Draht hierfür bereitgestellt, in dem die Nachteile der herkömmlichen Legierung vom Elinvar-Typ ausgeschaltet sind, die Magnetostriktionsintensität sowie die Fortpflanzungsge schwindigkeit der Magnetostriktion keine Veränderung mit der Temperatur erfahren und der Magnetostriktionskoeffizient aus reichend groß ist, um eine Verstärkung mit hoher Reaktionsge schwindigkeit überflüssig zu machen. Eine Vorrichtung zur Er fassung einer Verschiebung ist aus einem magnetostriktiven Draht zusammen mit einem Magnetostriktion erzeugenden Magne ten, der in dessen Nähe und relativ zu diesem beweglich ange bracht ist, aufgebaut, wobei der Draht im wesentlichen aus 35 bis 60 Gew.-% Ni und einem aus Fe und unvermeidlichen Verun reinigungen bestehenden Rest zusammengesetzt ist, kaltdraht gezogen und anschließend hitzebehandelt wurde und einen Ma gnetostriktionskoeffizienten hat, der größer als der in einem kaltdrahtgezogenen Zustand beobachtete ist. Es ist eine Vor richtung zur Erfassung einer Verschiebung bereitgestellt, welche den vorstehend genannten magnetostriktiven Draht sowie den Magnetostriktion erzeugenden Magneten umfaßt, der relativ zum Draht und an diesem entlang beweglich angebracht ist, um eine relative Verschiebung zwischen dem magnetostriktiven Draht und dem Magneten zu erfassen, basierend auf der Fort pflanzungsgeschwindigkeit eines Magnetostriktionssignals durch den Draht, welches durch einen an den Draht angelegten Impulsstrom in dem nahe beim Magneten befindlichen Draht ab schnitt erzeugt wird.

Claims

1. Magnetostriktiver Draht, aus welchem zusammen mit einem Magnetostriktion erzeugenden Magneten, der in Nähe des Drahts und relativ zu diesem beweglich angebracht ist, eine Vorrich tung zur Erfassung einer Verschiebung aufgebaut ist, wobei der Draht im wesentlichen aus 35 bis 60 Gew.-% Ni und einem aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen bestehenden Rest zusammengesetzt ist, kaltdrahtgezogen und anschließend hitze behandelt wurde und einen Magnetostriktionskoeffizienten hat, der größer als der in einem kaltdrahtgezogenen Zustand beob achtete ist.

2. Magnetostriktiver Draht nach Anspruch 1, wobei die Hit zebehandlung bei einer Temperatur von 400°C bis 1100°C durch geführt wird.

3. Vorrichtung zur Erfassung einer Verschiebung, umfassend einen magnetostriktiven Draht und einen Magnetostriktion er zeugenden Magneten, der relativ zum Draht und an diesem ent lang beweglich angebracht ist, zur Erfassung einer relativen Verschiebung zwischen dem magnetostriktiven Draht und dem Ma gneten, basierend auf der Fortpflanzungsgeschwindigkeit eines Magnetostriktionssignals durch den Draht, welches durch einen an den Draht angelegten Impulsstrom in dem nahe beim Magneten befindlichen Drahtabschnitt erzeugt wird, wobei der Draht im wesentlichen aus 35 bis 60 Gew.-% Ni und einem aus Fe und un vermeidlichen Verunreinigungen bestehenden Rest zusammenge setzt ist, kaltdrahtgezogen und anschließend hitzebehandelt wurde und einen Magnetostriktionskoeffizienten hat, der grö ßer als der in einem kaltdrahtgezogenen Zustand beobachtete ist.