三磁极L形附加式压磁应力传感器的研究

为提高压磁式应力传感器的测量精度,扩大其应用范围,设计了一种三磁极L形附加式压磁应力传感器。论述了该传感器的结构与工作原理,对如何建立所测应力与传感器输出信号间的数学模型进行了分析和研究,通过双向应力和纯剪切应力状态下的实测试验,论证了该传感器的可行性。实测结果也表明,这种传感器不仅结构简单,测量应力方便快捷,而且具有较高的测试精度和灵敏度,能够满足一般工程应用要求。     

压磁式非接触测力传感器的研究与设计

为了实现动态在线测力,以便对设备实施工况监测和故障诊断,设计了一种三磁极压磁式非接触测力传感器.论述了传感器的结构与工作原理,导出了该传感器感应电压输出方程.通过试验,分析了传感器励磁电流强度、频率以及测试磁隙对其输出特性的影响,确定出了合理的磁隙范围.实测结果表明,压磁式非接触测力传感器所能达到的测试精度和灵敏度能够满足一般工程应用要求.     

压磁式应力测量仪的设计

为提高压磁式应力测量方法的实用性和测量精度,设计了一种用单片机控制的压磁式应力测量仪。首先论述了这种应力测量仪及其传感器的基本结构与工作原理,然后通过试验分析了这种测量仪的可行性。最后进行了实测试验,并对其非线性误差、重复性误差以及灵敏度进行了分析。实测结果表明:这种应力测量仪具有结构简单,使用方便,测量精度和灵敏度较高等特点。     

利用软磁合金实现动态扭矩非接触测量新方法

为提高磁弹性扭矩传感器的测量精度和灵敏度,对一种利用软磁合金间接实现动态扭矩非接触测量的新方法进行了研究.首先,论述了所采用传感器的基本结构与工作原理,然后介绍了常用软磁合金的主要磁特性以及在被测材料表面附着的工艺方法,最后分别在试样转轴表面附着坡莫合金、铁基非晶态合金以及铁基非晶合金情况下进行了扭矩测量试验,并得出了每种情况下传感器的非线性误差、重复度误差以及灵敏度参数.结果表明,这种测量方法不仅简单方便,而且能够提高扭矩测量的精度和灵敏度.     

环形差动压磁式非接触动态扭矩传感器的研究与设计

为了提高动态扭矩非接触测量的精度和灵敏度,对一种基于非晶态合金压磁效应的环形差动式扭矩传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出了传感器的输出方程。通过试验,分析了这种扭矩传感器探头与轴表面的气隙对输出信号的影响,得出了最佳气隙范围。分别对轴表面附着和不附着非晶态合金层进行了动态转矩测量,对比分析了两种情况下的测量精度和灵敏度。试验显示,采用所设计的传感器,在轴表面附着非晶态合金层时,最大非线性误差为2.14%（满量程）,最大重复性误差为1.54%（满量程）,最大灵敏度为2.09mV/（N.m）。     

套式磁弹性扭矩传感器及测量仪的研究

介绍了一种新型扭矩传感器,以及利用单片机系统组成与其配套的扭矩测量仪,这种套式磁弹性扭矩传感器是基于磁弹性效应原理而研制的。工作时,传感器的敏感元件置于传动轴外侧,不影响原传动轴的安装结构,可实现的任意转速下的非接触扭矩测量,并在恶劣的工作条件下仍能获得较高的精度。     

六磁极差动式逆磁致伸缩效应应力传感器的设计

基于铁磁材料逆磁致伸缩效应的应力测试是一种新技术。目前对该技术的研究重点是如何提高它的测试灵敏度。涉及测试灵敏度的因素很多 ,其中最主要的因素就是传感器的合理设计。设计了一种六磁极差动式磁致伸缩效应应力传感器 ,并对试件进行了扭转和单向拉伸应力测试。通过与应变电测试验比较 ,验证了该传感器的基本磁测性能与理论分析的一致性 ,结果也表明这种传感器具有灵敏度高、结构简单以及可用于多种形式应力检测等特点。     

基于铁基非晶态合金的非接触半套环式扭矩传感器的研究

对一种基于铁基非晶态合金压磁效应的非接触动态扭矩传感器进行研究。介绍传感器的结构和原理,推导出传感器的输出方程。通过动态扭矩测量试验,分析传感器探头与轴表面的间隙及转速对测试精度和灵敏度的影响,得出传感器输出电压随间隙的变化曲线U0-δ和最佳间隙范围以及三种转速时传感器的动态输出曲线。试验显示,当间隙为0.5 mm时,传感器最大重复性误差为1.71%,最大非线性误差为2.48%,灵敏度为1.385 2 mV/(N.m)。设计的传感器是可行的,尤其适合于一些需要固定非接触监测扭矩的重载低速传动轴。     

逆磁致伸缩扭矩传感器温度漂移特性研究

温度漂移是影响逆磁致伸缩扭矩传感器灵敏度和测量精度的主要因素之一，为消除温度漂移的影响，设计了一种桥式电路并分析了输出信号的特性。实验表明：当受温度影响时，其输出信号由扭矩分量和温度影响分量组成，每个分量都具有稳定的相位角，通过相位差关系从输出信号中除去温度分量，就可以消除温度的影响。结果表明：传感器的温度漂移得到了很好地控制，在全刻度范围内小于1％／50℃，能够满足扭矩工程测量的要求。     

基于磁弹性效应的电动转向轴用新型扭矩传感器

在汽车电动转向器(EPS)中,非接触式扭矩传感器起着极为重要的作用.这些扭矩传感器的开发一直是国内外众多专家研究的重点,文中提出了一种基于磁弹性效应的EPS系统转向轴用新型扭矩传感器,并对这种传感器的一些基本特性(相对磁导率和气隙、磁滞、扭矩及激励频率等不同参数影响下的传感器输出等)进行了探讨,特性分析表明,这种新型传感器具有磁滞小、气隙扰动小和灵敏度高的特点,能满足EPS系统的要求.     

基于纳米晶软磁合金的转矩、转速和转角多功能传感器研究

为提高传感器的多功能性,对一种可同时测量转角、转速和转矩的非接触式传感器进行了研究。首先,论述了传感器的结构和基于纳米晶软磁合金压磁效应的测量原理,然后推导出传感器的输出数学模型与灵敏度表达式。最后,在25～100℃温度范围、0～450N·m转矩范围及500～3525r/min范围内进行试验,得出相对于25℃的零点温度漂移为0.002 03%/℃(满量程),满量程最大线性度、重复度及迟滞静态误差分别为0.81%、0.50%、0.85%,转速最大相对误差为0.70%。试验数据还显示,该传感器的测量灵敏度为1.26mV/N·m,精度达到1.0%,对于一般工程应用是可行的。     

高灵敏度光纤磁场传感器的设计与模型研究

根据磁致伸缩效应和光纤腔衰荡技术设计了高灵敏度的磁场传感器。基于Jiles-Atherton模型、二次畴转模型和光纤衰荡技术波长解调原理,建立了磁场传感器的数学模型,模型反映了磁场-应变-光纤腔衰荡时间之间的耦合机制。对不同预应力作用下Terfenol-D棒的磁致伸缩输出应变、衰荡时间、系统灵敏度与磁场之间的变化规律进行了理论分析和仿真研究,结果表明,该传感器具有很高的灵敏度,可通过改变预应力实现不同量程范围内的磁场测量,研究可为发展新型的高灵敏度磁场传感器提供了理论指导。     

一种高精度测量转矩方法的研究

针对设计出的光栅转矩传感器,利用CPLD工作频率高的特点,采用高频脉冲插值法进行精确计数。结合单片机系统,完成对数据的处理。同时研究了转矩的温度补偿和初始相位补偿问题,提出了一种高精度测量转矩的方法。     

Novel sensor design for torque magnetometry

Torque magnetometry is a powerful method to determine a sample's magnetic properties. In a torque magnetometer, the sample under interest is mounted on a suitable sensor, the core part of the instrument. Piezoresistive atomic force microscope tips are proven to be very useful torque sensors and have already been optimized for the specific needs of torque magnetometry. However, this type of sensor did not offer the possibility of measuring torque along two perpendicular directions simultaneously without sacrificing sensitivity. In this article we demonstrate a fundamentally new sensor design based on the piezoresistive readout technique, which offers a large variability of measurement modes. With a symmetric arrangement of the sensor legs, concurrent two-axis measurements are easily possible with two separate readout circuits. Furthermore, the variability can be exploited by fabricating a thermometer on the sample platform to directly measure the sample temperature. Test measurements are in good agreement with elasticity calculations.     

单磁芯双绕组非晶丝新型磁场传感器的研究

本文研究了利用近零磁致伸缩系数钴基非晶态合金丝制成的单磁芯双绕组新型磁场传感器。通过对敏感元件的优化设计,改善了传感器的线性度、灵敏度、温度稳定性指标。分析了传感器的工作原理,给出了部分实测结果。对传感器的信号处理电路进行了设计。