基于磁致伸缩逆效应的超磁致伸缩力传感器

磁致伸缩逆效应是稀土超磁致伸缩材料的一个重要应用特性,应用磁致伸缩逆效应可以制作超磁致伸缩力传感器。但由于缺乏相应的设计理论分析,从而制约了其发展。在分析了磁致伸缩逆效应的基础上,给出了超磁致伸缩力传感器的设计原理,设计了超磁致伸缩力传感器的结构,并采用数值计算方法对其磁场进行了计算。计算结果与实验结果的比较表明:二者符合较好,设计的超磁致伸缩力传感器方案是可行的,对其今后进行深入应用研究和优化设计具有重要意义。     

基于非晶态合金的逆磁致伸缩效应应变计的研究

非晶态合金材料具有良好的软磁特性，被广泛用作各类传感器的敏感材料。对基于非晶态合金应变计的工作机理、磁输出特性进行了理论分析，设计了相应的磁测系统，并利用TM-M型的Fe基非晶合金薄带，采用贴片的方法进行了实测试验。试验结果显示，这种应变计具有测试准确性高和灵敏度高、测试系统简单等特点，是一种很有发展前景的应力测试方法。     

基于逆磁致伸缩的索力传感器磁路分析与参数设计

基于逆磁致伸缩效应的索力测量原理,提出一种左右对称激励的旁路式磁路结构,感应检测线圈绕在旁路的轭铁上,通过测量感应电压反映拉力所引起的磁参量的变化,从而求得拉力.对传感器的激励励磁方式、外磁化强度、磁路结构等进行了深入的讨论,针对磁路结构用磁导分析法做了严格的推导,完成传感器的参数设计.通过搭建相应的实验系统,对所设计的传感器做了初步的原理性拉力实验.实验结果表明:该传感器的磁路结构是可行的,测量的重复性较好,小于0.2%.     

基于逆磁致伸缩的无励磁钢绞线应力量测研究

钢绞线作为预应力结构的关键受力构件,为实现对其应力信息的准确测量,提出一种基于逆磁致伸缩的无励磁钢绞线现存应力测量方法。首先,通过建立磁电力耦合理论模型,探析外加荷载、铁磁材料的磁导率与线圈系统自感系数之间的内在联系。其次,基于COMSOL有限元软件,量化模拟了钢绞线应力变化时自感线圈系统的电感变化。最后,搭建试验测量平台展开试验验证。结果表明,基于该测量方法获取的电感值具有较高的可重复性,在激励电流不变情况下,15组试验数据的电感与荷载之间均显著呈一定函数关系,拟合优度R~2均大于0.99,且检测灵敏度随自感线圈有效磁路长度增加而增加,拟合值与实测值之间误差微小,满足工程需要,进一步验证了该方法的合理性。     

基于逆磁致伸缩效应的超磁致伸缩磁力控制器件建模

超磁致伸缩器件的输入应力与输出磁通密度存在着滞回非线性.基于Jiles-Atherton模型、磁机械效应方法定律和磁路定律,建立一个超磁致伸缩磁力控制器件的滞回模型.试验结果表明,该模型能较好地描述在变化应力和恒定偏置磁场作用下,超磁致伸缩器件输入应力与输出磁通密度及磁力的滞回关系,并可以预测偏置磁场对器件输出性能的影响,从而对器件的设计与分析具有重要指导意义.     

磁致伸缩压力传感器设计及其输出特性

研究了铁镓合金(Galfenol)的磁致伸缩特性,提出一种基于Galfenol的新型磁致伸缩压力传感器,以实现机器人的触觉力精确感知。该传感器利用磁致伸缩逆效应将压力转换为电压信号,从而完成对压力的精确测量。设计、制作了磁致伸缩压力传感器,采用双永磁体回形磁路优化了压力传感器的磁场。对传感器进行了理论分析与实验研究,讨论了偏置条件、外压力等因素对输出电压峰值的影响。实验结果表明,在偏置磁场为4.8kA/m、施加的压力为2.5Hz、6N时,传感器的输出电压峰值达16mV,且输出电压峰值与压力呈较好的线性关系。研制的传感器具有结构简单、线性度好、反应速度快等特点,可以满足机器人触觉感知的需求,也可应用于其他领域的压力测量。     

逆磁致伸缩效应镀层厚度测量方法

逆磁致伸缩效应镀层厚度测量方法河北理工学院李芬本溪市产品质量监督检验所李华一、引言电镀在工业生产中占有很重要的位置，电镀设备发展很快，然而，镀层的厚度测量技术还处于相对落后的局面，很多电镀生产单位由于没有测量手段，使得电镀产品质量不稳定，而常规的测量...     

逆磁致伸缩效应钢板内应力检测技术研究

改进传统四磁极传感器磁测方式,设计基于逆磁致伸缩效应用于钢板内应力在线检测的原理验证试验系统,研制在线动态检测的励磁模块和快速信号处理系统,在实验室完成验证和研究磁测钢板内应力的测试系统搭建。通过大量试验研究,获得磁通量与主应力之间基本稳定的定量关系及影响规律,验证两者之间的敏感相关关系,并详细讨论传感器参数对内应力测量结果的影响规律。试验研究证实针对带钢内应力进行在线磁测量方式检测的可行性,且该方法可能成为一种铁磁材料应力检测的新方法。     

基于磁致伸缩效应的超声应力波传感器设计与优化

应用超声应力波对结构损伤进行快速准确地检测是结构健康监测领域的一种新兴技术。近年来,一种利用铁磁性材料的磁致伸缩特性激励和接收超声应力波的磁致伸缩传感器,凭借其结构简单、价格低廉、非接触性等优点,受到了广泛关注。本文基于铁磁性材料的磁致伸缩特性,提出一种用于非铁磁性板结构损伤检测的SH0型磁致伸缩传感器,理论和实验研究表明了该传感器设计的可行性及实用性。在此基础上,运用ANSYS软件优化磁致伸缩传感器设计,从而提高传感器功效,并通过实验验证优化结果。     

磁致伸缩式液位传感器

针对传统的液位测量技术在实际应用中的不足,介绍了一种新型的液位传感器的设计方案。该方案采用磁致伸缩技术将液位信息转化为时间量。通过对磁致伸缩式液位传感器的结构和工作原理的分析,设计了硬件测量电路和软件测量电路,介绍了关键器件,如场效应管、运算放大器、核算处理器等的选型及参数整定方法。实验证明：在液位测量中,这种基于磁致伸缩式液位传感器的采用,大大提高了测量系统的测量精度和可靠性。     

一种新型PZT压薄膜应力传感器的设计仿真

针对目前应力传感器不能兼顾柔性、动态测量及无法测量曲面接触应力特征信息等难题,设计了一种新型的PZT压电薄膜柔性应力传感器.主要有由PZT压电薄膜、导线、特殊的压敏涂层等构成.传感器的受力信息可以通过检测PZT压电薄膜传感器的电荷变化来获取,可应用于测量各种接触面之间的应力.为研究测量轮胎路面等具有复杂曲面接触结构的应...     

基于磁场传感器的磁电层状复合材料逆磁电效应研究

运用等效电路法对LT型磁致伸缩/压电多层磁电复合材料的逆磁电系数进行了理论推导,得到了其逆磁电系数方程.该方程显示逆磁电系数取决于磁致伸缩层与压电层的性能参数和其体积比.以三层磁电复合材料为例进行计算,理论结果与实验结果吻合较好,且计算结果发现当压电层体积份数n为0.64时,逆磁电系数最大值为199mG/V.研究结果为磁电层状复合材料在电-机-磁耦合方面的应用提供了理论依据,有助于优化以层状磁电复合材料为核心的磁场传感器的结构.     

平面焊接残余应力九极传感器

介绍一种新研发的基于磁应变检测原理的九极传感器,利用ansoft软件对其进行了有限元模拟优化设计,得到合理的几何模型。并对16MnR平板焊缝进行了实验测试,与西安交通大学研制的二极磁测仪的测量结果进行了对比,得到了较吻合的实测结果,进而验证了该种传感器的可行性及其应用价值。     

基于光时域反射法的分布式光纤应力传感器

研究了光纤时域反射仪的基本原理和光纤的微弯损耗机理，在此基础上开发了一种用光时域反射仪(OTDR)进行探测的分布式光纤应力传感器。对光纤微弯调制机构和传感器系统进行了设计与实验，分析了系统的灵敏度和空间分辨率的影响因素，实现了空间分辨率3m，测量范围1km的测量精度。现场实验表明：对山体滑坡等事故的发生能实现及时准确的灾害预报。     

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。     

磁致伸缩与磁弹一体化传感器的研制

为开发具有缺陷检测与应力测量双功能的单体传感器,设计出一种包括静态偏置磁路和内、外层感应线圈的一体化传感器结构,可工作于磁致伸缩与磁弹传感器两种模式。结合磁致伸缩与磁弹基本理论,以能量转换效率和应力测量灵敏度为指标,采用有限元仿真法对一体化传感器的偏置磁场进行优化选取。一体化传感器的试验测试结果表明,传感器工作于磁致伸缩传感器模式时,可在直径6.3 mm钢杆中激励产生L(0,1)模态超声导波并有效检测出宽度和深度均为1 mm的槽型缺陷,增加外层感应线圈的驱动直流可对静态偏置磁场强度进行补偿以使接收的缺陷回波信号幅值增加,提高传感器的缺陷检测能力;工作于磁弹传感器模式时,随激励信号幅值增大,传感器的应力测量灵敏度和测量结果线性度均有提高,其中测量结果线性拟合确定系数最高达0.992 4,表明一体化传感器可用于高精度应力测量。     

巨磁阻传感器在管道漏磁检测中的应用

磁性传感器在无损检测中已经有了很大的应用，与传统的磁性传感器相比，巨磁阻传感器有着灵敏度高、可靠性好、测量范围宽、体积小，价格低等优点。介绍了巨磁阻传感器及其在输油管道缺陷漏磁信号检测中的应用，表明采用巨磁阻传感器的检测系统可以检测到管道壁上的微小缺陷。     

现场总线涡街流量计的压力和温度传感器的设计

结合现场总线技术，针对传感器在实际应用中存在输出信号较弱且形成多样的问题，介绍一种可将压力和温度传感器的输出信号转换放大成标准的4-20mA（或1-5V）信号输出的实际通用电路。     

基于非晶带GMI效应新型弱磁场传感器

利用退火处理后的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的弱磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了该传感器的信号处理电路,并对传感器的测量范围、线性度等性能进行了标定。传感器可应用于地球磁场、环境磁场等微弱磁场检测领域。