—种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器．该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上，改变其谐振频率，通过对谐振频率的检测进行磁场测量．该传感器可以用于静态和动态磁场测量，并且可用作无源、无线磁传感器．主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理，给出了实验结果．传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132Hz／Oe，谐振频率测量分辨率在1Hz时，磁场测量分辨率可达10^-7T数量级．     

磁致伸缩力传感器输出特性及其影响因素分析

为揭示磁致伸缩力传感器的物理机制,研究了磁致伸缩传感器输出电压与核心元件磁特性的关系。基于磁致伸缩材料的逆磁致伸缩效应,使用片状Fe-Ga和Fe-Co合金设计一种新型的力传感器,根据霍尔效应原理和Jiles-Atherton模型推导了力传感器输出电压模型,通过传感器输出特性测试平台对传感器输出特性进行测试,实验结果表明在偏置磁场6kA/ｍ、 外力2N时,Fe-Ga合金力传感器的最大输出电压为112mV,Fe-Co合金力传感器最大输出电压为58mV,与输出电压模型具有较好的一致性,从物理机制层面上分析磁致伸缩力传感器输出电压的影响因素,确定力传感器的输出电压主要由偏置磁场、外力、以及传感器核心元件磁致伸缩(λ/ λｓ)和Ms/ λｓ1/ 2决定,并且传感器的输出电压与(λ/ λｓ2)１/2成正比,与(Ms/ λｓ１/2)成反比,揭示了磁致伸缩力传感器输出特性的物理机制。     

超磁致伸缩换能器的研制

0引言磁致伸缩效应是焦耳于1842年发现的。＿1842年人们开始利用磁致伸缩材料制作水声换能器并投入使用。然而因其应变很小,耦合困难故一直无法使用到岩体的探测之中。近年来,人们在探索一种新型的高机电转换效率、大应变的磁致伸缩材料,在超磁致伸缩材料的方面已获得?..     

磁致伸缩液位传感器信号拾取关键技术的研究

简单介绍了磁致伸缩液位传感器的测量机理,分析了回波信号的产生和拾取的原理,并对回波拾取机构所涉及的关键技术进行了详细的论述.     

一种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,并且可用作无源、无线磁传感器.主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理,给出了实验结果.传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132 Hz/Oe,谐振频率测量分辨率在1 Hz时,磁场测量分辨率可达10-7T数量级.     

逆磁致伸缩效应扭矩传感器的历史、现状、趋势

随着扭矩传感器应用领域的扩大，逆磁致伸缩扭矩传感器也得到不断的发展，本文简要地综述了基于逆磁致伸缩效应的扭矩传感器发展概况，介绍了它们的工作原理，结构特点，存在的问题及今后的发展趋势。     

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.     

差动式逆磁致伸缩应力传感器的设计

基于铁磁材料的逆磁致伸缩效应,设计了一种五磁极差动式应力传感器。通过初步实验,验证了其基本磁测性能,并认为该传感器具有灵敏度较高、可用于扭矩及其它形式应力检测等特点。     

磁致伸缩液位传感器机理研究

详细介绍磁致伸缩原理,深入分析磁致伸缩原理在位移和液位检测中的具体应用,重点讨论磁致伸缩液位传感器的总体结构、波导管的结构、材料的选择以及回波接收的原理并给出了接收装置的方案,分析时间检测原理和方法,提出实现高精度测量传感器的温度补偿和抗干扰措施。通过以上机理分析对传感器的设计和应用提供理论指导。     

磁致伸缩移传感器的技术与创新

Ｔｅｍｐｏｓｏｎｉｃｓ磁致伸缩位移传感器的技术早于７０年代被开发和应用，传统上，此种位移传感器一般应用在机械自动化过程中，如注塑机、油压缸、林木加工、钢铁厂以及地下及地面油库储存、工业流程、生化、石化、食品加工、污水处理等，它不但性能高，精度高，而且安装简易，可靠程度高，更能随高冲击和振荡，而无需定期维修或标定。美国ＭＴＳ公司拥有磁位移传感器原来的设计专利权，本文资料由该公司专门提供，结合该公司产     

用于昆虫足力测试的三维微力传感器

介绍一种三维微力传感器的结构和工作原理,该传感器量程为-0.01~0.01N,分辨力为10μN,用于测量昆虫爬行时足底与接触面间的三维接触力。通过运用Ansys有限元分析软件,对这种结构的传感器进行结构静力分析和模态分析,验证这种结构传感器用于小量程三维接触力测量的可行性。昆虫爬行足力试验测试以及相关的试验数据表明:可以满足生物试验要求。     

平板式轧制力传感器的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS Workbench对平板式轧制力传感器的弹性体进行了分析,解决了弹性体深孔的贴片深度问题,并且研究了弹性体内部结构尺寸变化对贴片区输出应变的影响,为优化设计提供了依据,加快了产品研发的进度。     

一种二维力/扭矩传感器的设计

针对用于测试旋转型行波超声电机工作状态下定子、转子摩擦力/力矩的特殊要求,并利用有限元法对传感器进行了结构优化,设计了组合式二维传感器,该传感器的一维测量法向正压力;另一维测量扭矩。法向力的量程为0~200N,准确度为0.09%;扭矩的量程为0~2N.m,准确度为0.41%。满足了试验要求。     

大量程六维力传感器设计与标定研究

为提高大量程六维力传感器的灵敏度,设计了一种适用于机械臂末端的应变式传感器.该传感器采用十字梁式弹性体结构,通过优化应变梁结构和合理布置应变片等方式,使传感器在大量程条件下仍具有较高的刚度和灵敏度.使用有限元法分析验证了传感器应力分布的合理性,并根据最小二乘法标定原理对传感器进行解耦标定实验,实验结果表明:传感器静态性能良好,最小灵敏度为0.375 mV/N,满足使用要求.     

ANSYS在平板式压电四维力/力矩传感器设计中的应用

针对人机触觉交互系统对四维力/力矩传感器的需求,研制了一种新型平板式压电四维力/力矩传感器。首先,介绍了传感器的结构和工作原理。然后,推导了传感器的数学模型,建立了传感器的有限元模型。最后,得到了传感器输出的电荷灵敏度、维间干扰、固有频率等重要性能指标。研究结果表明:传感器结构简单合理、数学模型正确、加工工艺性好、线性度好、刚度高、固有频率大于30kHz、未使用退耦矩阵时的维间干扰小于3%。满足传感器的设计指标。     

一种应变式多维力传感器的优化设计

针对一种十字梁多维力传感器进行了应力—应变分析,建立了这种传感器的应力—应变模型,并对这种传感器的结构尺寸和应变计贴片位置进行了优化设计,优化设计以传感器获得最大精度为目标,结果显示:传感器优化后其顺应矩阵的条件数下降,传感器测量精度提高。     

用巨磁电阻式位置传感器测量材料的杨氏模量

介绍了一种新型高灵敏度巨磁电阻式传感器的工作原理和使用方法,并利用它测量了钢片的杨氏模量。实验结果表明：用该巨磁电阻式传感器测量杨氏模量,测量方法实用性强,精确度较高。     

Terfenol-D/SAW谐振器/Terfenol-D复合磁传感器

设计了一种由超磁致伸缩材料Terfenol-D和SAW谐振器构成的复合磁传感器,在磁场作用下,Terfenol-D沿长度方向伸缩,并将应力应变传递至SAW谐振器,使其产生应变,造成谐振频率改变,通过测量SAW谐振器谐振频率的变化来测量磁场强度.分析了该磁传感器的传感原理,建立了该复合磁传感器的静态模型,对弹性敏感元件进行了受力分析,根据压磁方程和受力平衡得到该磁传感器的静态特性.实验结果表明:该复合磁传感器灵敏度可达341.6Hz/Oe,较Terfenol-D/SAW谐振器结构灵敏度提高了3倍;测量谐振频率的分辨率为1Hz,SAW谐振器频率稳定度为0.1×10-6时,该磁传感器对磁场的分辨率为10-6T.     

电阻应变式高同轴度筒式拉压传感器

针对现有电阻应变式筒式拉压传感器两端连接部位同轴度不高和不能承受过大扭矩的情况,研制了一种电阻应变式高同心度筒式拉压传感器,该传感器与相连元件的连接方式采用光杆(或光孔)与螺纹双重结构形式,并用磨削保证了光杆和光孔的同轴度,从而保证了两端连接部位高的同轴度;外壳和弹性元件之间安装了导向销,弹性元件只能在外壳中发生轴向相对滑动,不发生相对转动,避免了弹性元件的应变敏感部位承受扭矩。该传感器的额定载荷为5 000 N,极限过载为120%,灵敏度优于1.0 mV/V,工作温度为常温;对传感器的标定表明:该传感器的综合误差不大于额定输出的0.2%。     

电容式力传感器的研制

介绍了一种特殊结构的电容式力传感器。从结构设计、工作原理、电路设计对该电容式力传感器进行了分析、论述。并且提供了相应的实验数据。传感器非线性误差小于 1%。