基于磁弹效应的温度补偿型单旁路励磁索力传感器研究

针对目前磁弹性索力传感器的安装和维护特别困难,且受温度影响很大的缺点,在研究磁弹性索力传感器原理和温度影响机理的基础上,提出了差动式单旁路励磁磁路结构,进行了磁路分析,设计了相应的温度补偿电路,搭建实验系统,做了拉力试验.试验表明:传感器的结构是可行的,测量的重复性误差小于0.15%,满足实际测量需要.     

差动式磁弹型索力传感器的磁路设计与分析

磁弹效应索力传感器的磁路结构及其参数和磁路的磁动势是通过磁路设计和磁路分析来确定的。结合差动式索力传感器的结构,讨论了磁路结构设计及其参数确定,磁场强度选取及其磁通的确定,以及通过磁路分析确定磁路的总磁动势等关键问题,搭建了试验系统,进行拉力试验。试验表明:提出的磁路设计和磁路分析方法是合理的,为磁弹效应法监测索力的磁路设计开拓了一条新路。     

双旁路磁弹索力传感器

基于磁弹索力传感器测量的基本原理,讨论了一种改进型双旁路磁弹索力传感器;利用磁阻分析法对双旁路磁弹索力传感器的结构进行磁路分析,并进行设计方法研究,提出了具体的结构设计准则与线圈参数设计方法;考虑剩磁的影响,对励磁方式的选择进行了详细分析,采用了正负脉冲电流励磁;根据钢缆索材料磁弹效应的材料特性优化传感器的励磁磁场工作...     

磁弹效应索力传感器的差动式温度补偿及试验研究

在研究旁路结构的磁电复合材料索力传感器检测方法基础上,运用铁磁性分子场理论和布洛赫自旋波方法,建立磁化强度与温度的函数关系,研究温度对检测精度的影响机理。提出一种并行装配的温度补偿传感器磁路结构,运用差分运算技术,设计具有分时共享信号调理功能的差动式信号处理电路,实现全温度范围的差动式自动补偿。试验表明,在0~20 kN变载下,-30℃～+80℃温度范围内,对诱导电压信号的波动影响小于1%,测量重复误差0.04%~0.30%,有效解决了温度补偿难题,能够满足索力检测工程要求。     

磁弹式索力检测系统设计与仿真

针对钢索应力测量,设计了一种磁弹式索力检测系统.推导了基于磁弹效应原理测量钢索应力的关系式.进行了磁通量传感器的设计和磁感应强度ANSYS仿真,给出了检测系统的硬件结构和实际测量波形.实验结果表明:索力检测系统,精度小于5％,基本达到工程应用需求.     

闭合磁路的磁弹索力传感器优化及实验研究

针对目前已经工程应用的磁弹索力传感器的磁路结构、工作点及激励信号等设计的不足,从铁磁性材料的磁特性出发,结合基于磁弹效应的索力测量原理,设计并制作了单“U”型磁轭的闭合磁路磁弹索力传感器,确定了激励信号的幅值、频率及传感器工作点。实验结果表明,在激励峰峰值为6 V时,缆索处于近饱和磁化阶段,此时传感器灵敏度最高,为32.470 mV/kN,其测量结果的线性相关系数为0.9704。     

基于磁弹效应的斜拉桥索力传感器研究

针对斜拉桥索力在线监测的实际情况和现有索力传感器的不足,提出了基于磁弹效应的新型索力传感器,并阐述它的原理,详细分析它的影响因素及其处理办法,搭建相应的试验系统,进行了拉力模拟试验,试验表明:该传感器动态响应好,测量重复性误差为±0.2%,满足索力的在线测量要求。     

管道腐蚀检测中新型脉冲漏磁传感器的设计与实验验证

在金属管道腐蚀检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势.在对多种不同结构的传感器进行实验和仿真分析的基础上,提出了一种新型结构的脉冲漏磁传感器,用于带一定厚度保温层管道腐蚀缺陷的检测.该新型传感器在结构上采用传统漏磁检测的磁路设计方法,同时采用脉冲方波作为激励,这样既利用了漏磁检测聚磁效果好的优点,提高了激励场的穿透深度,又利用了脉冲激励所具有的频率成分丰富的优点,增强了激励场对保温层的穿透效果和对管道深层缺陷的检测效果.实验证明了传感器设计的正确性及有效性.     

基于ANSYS软件分析的磁通量传感器设计

设计用于在线监测的磁通量传感器,通过分析传感器磁路用磁导法计算磁通量传感器的具体参数。由ANSYS仿真软件建立磁通量传感器的模型。选用通用标示法（GSP）通过求解器对模型进行运算,模拟磁通量传感器的磁场分布,得到缆索中磁通量分布图以及相关数据。根据仿真结果对套筒式磁通量传感器和单旁路式磁通量传感器作出对比分析,并研究缆索外层护套对缆索导磁效果的影响。     

双十字轴对称式结构压磁式力传感器设计与研究

该研究针对拖拉机电液提升设备所用的压磁式力传感器进行了分析,设计了一种双十字轴对称式力传感器.改进传感器励磁磁芯结构并增加励磁磁芯的数量,增大了磁场偏置程度,实现了同时检测两个方向上的作用力,也实现了同时检测多个剪切面上的作用力,更加符合拖拉机电液提升设备的实际使用状况,提高了传感器灵敏度.建立了传感器磁路数学模型,并根据数学模型在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,通过仿真和实验对传感器静态性能进行分析,验证了该传感器不存在因自身结构改进而产生零点漂移现象,得到了不同作用力下的传感器输出特性,验证了传感器磁路数学模型推导的正确性,显示出该传感器具有较高的灵敏度,能更好的适用于拖拉机电液提升设备.     

钢缆索材料磁弹效应的材料特性实验研究

钢缆索材料磁弹效应的材料特性是磁弹索力传感器励磁磁场工作点优化的依据,而目前又缺少相关报道。针对此问题,以铁磁材料磁弹效应理论为指导,提出钢缆索材料磁弹效应材料特性研究的实验方案;根据缆索材料式样设计线圈,搭建实验系统,最后针对钢缆索单丝材料完成其磁弹效应的材料特性实验;结果表明:钢缆索材料磁导率随外力增加而减小,在磁化饱和区以内,随着磁场的增加其磁弹效应越强,在磁化近饱和区,磁弹效应最明显,为磁弹索力传感器励磁磁场工作点的优化提供了依据。     

外力对逆磁致伸缩索力传感器影响研究

基于索力传感理论模型和环式结构的索力传感器,对索力测量原理做了推导,传感器输出感应电压与激励磁场变化、外力变化、某一激励磁场下的材料磁导率及空气间隙尺寸、线圈密度等有关.重点分析了加载外力对传感器输出的影响.在稳恒直流激励下,当外力缓慢变化时可通过感应积分电压反映外力;当外力交流变化时,可通过感应电压求得外力,感应电压幅值与加载外力的频率成正比.最后,确定模拟实验参数,对传感器进行了仿真.结果表明当外力缓慢变化时,感应积分电压与外力成线性关系,传感器的灵敏度与线圈匝数.材料逆磁致伸缩系数成正比.     

激励磁场对逆磁致伸缩索力传感器影响仿真

基于钢缆索索力传感理论模型和环式结构的索力传感器,对索力测量原理做了详细推导,传感器输出感应电压与激励磁场变化、加载外力变化、某一激励磁场下的材料磁导率及空气间隙尺寸等有关.重点分析了激励磁场变化对传感器输出的影响,分别在激励磁场为稳恒直流磁场、交流磁场、按矩形波规律变化磁场三种情况下对传感器输出进行了讨论和仿真分析.仿真结果表明,在稳恒磁场激励下,可通过感应积分电压求缓变外力,通过感应电压求得非缓变外力.在交流激励下.激励磁场频率对传感器输出有明显影响,频率越高,由激励磁场变化所引起的感应电压幅值越大.