平行槽线圈式磁弹性扭矩传感器

介绍一种新型磁弹性扭矩传感器,它从原理上消除了磁弹性扭矩传感器存在的位置误差.具体介绍了传感器的数学模型,给出了实际设计参数和传感器特性.     

新型线圈式磁弹性扭矩传感器

阐述了新型线圈式磁弹性扭矩传感器的原理,推导出其输出表达式,进而说明了线圈式磁弹性扭矩传感器具有输出平稳、响应快的特点。     

磁头型磁弹性扭矩传感器补偿问题研究

提出了对磁弹性扭矩传感器输出的零位和灵敏度波动进行补偿的方法;此方法是利用旋转同步信号编码器和数据采样系统对传感器输出进行采样;通过减去对应点的零位水平可消除零位波动,然后和补偿系数相乘来修正灵敏度波动; 利用磁头型扭矩传感器进行了补偿实验,整个误差可降低到±2%/FS以内.     

差动式非晶态合金带扭矩传感器

本文对一种利用应力敏感非晶态合金带的新型传感器—扭矩传感器的发展作了综合论述。这种新型传感器是以磁致伸缩效应为基础来检测扭矩的,为非接触检测。在这种传感器中,两应力—敏感非晶态合金带粘贴在扭杆上,扭杆作为转轴的一部分。在每一敏感带中产生一单轴磁弹性的磁各向异性,两带中的易磁化轴方向与转轴成对称关系。利用一交流偏置场,通过所加扭矩在两非晶带所形成的导磁率差来检测扭矩。非晶带所用合金是Fe-Si-B系,其饱和磁致伸缩系数λ_s 24×10~(-6),饱和磁化强度I_s 1.5T。     

基于MSP430的磁弹性传感器检测系统设计

磁弹性传感器无线无源的优点使其在无损检测、在体分析等领域具有非常广阔的应用前景.通过对磁弹性传感器检测原理的分析,设计了一种基于MSP430平台的小型化磁弹性传感器检测系统.该系统以MSP430单片机为控制核心,利用永磁铁作为偏置磁场激励,集成了交流激励信号产生单元、有效值检测单元和AD采样单元,并通过RS-232实现与上位机之间的通信.实验结果表明:该检测系统可以方便快捷地实现对磁弹性传感器共振特性的检测,具有稳定性好、集成度高、功耗低的特点,能够满足磁弹性传感器在不同状态和环境下共振特性的精确检测需求.     

一种高精度扭矩测量系统的设计与实现

介绍了一种微小扭矩高精度测量系统的工作原理。该系统利用4片等厚的弹性臂作为弹性件配合应变片测量微小扭矩作用下的形变,经由信号处理及A/D转换,通过计算机串口通信,实现了扭矩的计算机实时控制、监视与分析等精密测量。经实验,该传感器能够在0～40mN·m的测量范围内,达到0.01mN·m的测量精度。     

新型抗气隙干扰磁弹性扭矩传感器的研究

针对磁头型磁弹性扭矩传感器输出受气隙干扰的问题 ,设计了一种恒定磁通控制和乘积电流补偿相结合的方案 ,并设计相应的励磁和信号放大电路 ,对制作的传感器标定结果表明 ,所设计的方案较好地补偿了气隙干扰 ,灵敏度和线性良好 ,其市场前景广阔。     

便携式磁弹性传感器检测系统设计

通过对磁弹性传感器检测原理和研究现状分析,设计了一种便携式磁弹性传感器检测系统.采用永磁铁提供静态偏置磁场简化了硬件电路,以STM32嵌入式处理器为控制核心,结合锂电池供电,实现了系统硬件的小型化和低功耗;设计采用了SD卡本地存储和低功耗蓝牙无线传输的数据处理方式,并结合上位机进行命令的控制和数据传输.实验表明,检测系统可使磁弹性传感器在不同环境中完成共振频率的测量,另外,设计系统功耗可低至mW级并且在无线传输条件下实现3天以上的连续工作,而且这部分指标仍然有较大的优化空间.由此可见,该系统具有便携式、低功耗、可用于长期监测等优点,可以更好地发挥磁弹性传感器无线、无源、微型化、高灵敏的特点,使其在各领域内得到更广泛的应用.     

新闻之窗

▲磁弹性扭矩转速功率测量仪通过技术鉴定由哈尔滨科技大学研制的磁弹性扭矩转速功率测量仪最近通过鉴定。鉴定会认为,仪器的主要技术指标均达到任务书要求,其中扭矩测量精确度为±1.5%F.S、转速测量精确度为0.5%F.S、功率测量精确度为2%F.S。弹磁性扭矩转速传感器结构简单、可靠性高;设计具有独特之处,特别适用于工业动力设备在线无接触测量扭矩、转速、功率三个参数。(王岐山) ▲ SOS传感器兰宝石杯投产上海仪表晶体元件厂最近成功生产SOS传感器用硅——兰宝石外延片、杯,以及兰宝石衬底片、杯,为国内研制、生产SOS兰宝石传感器和大规模集成电路提供了优良的衬底。兰宝石具有耐腐蚀、耐核辐时、耐高温、绝缘性能好等特点,用它做传感器或集成电路的衬底,可以克服P-N结     

差动式磁弹性扭矩传感器参数优化设计

扭矩在工业设备和生产过程中,是经常需要检测的典型机械量之一。文中介绍了差动式磁弹性扭矩传感器的工作原理、结构特点,较深入地分析了其磁路和误差的来源,并对其主要参数提出了优化设计的方法。实践证明,该方法是行之有效的。     

一种基于BP神经网络的扭矩传感器静态校准系统

常用的扭矩传感器校准装置大多为卧式串联结构,存在着结构刚度差、校准效率低、误差来源复杂等缺点。设计了一种立式筒状扭矩传感器校准系统,该系统有着形变量小、稳定性好、可靠性高的优点。在这种校准系统中,待校准扭矩传感器通过止口定位并采用螺钉固定,可以实现快速更换和校准。根据系统安装的同轴度、连接装置的情况等对误差来源进行了分析。由于校准时同轴度等参数无法测量,通过训练神经网络获得底部高精度扭矩传感器和待校准扭矩传感器所测扭矩之间的关系。实验结果表明,本文所设计扭矩传感器静态校准系统可以实现扭矩传感器的校准,精度可以达到0.05%FS。     

大位移磁致伸缩传感器的弹性波建模与分析

磁致伸缩位移传感器是一种测量精度高,测量位移大的新型位移传感器.传感器设计涉及多学科交叉,难以建立统一数学模型.以FeGa材料作为磁致伸缩位移传感器的核心波导丝,建立了波导丝材料磁致伸缩弹性波振动模型,波导丝磁机耦合模型和信号检测模型;同时分析了弹性波信号的受限因素,信号衰减特性.在数学模型基础上,搭建磁致伸缩位移传感器系统,设计了扭转波信号检测电路.实验结果表明信号的输出随着传感距离的增加而减小,该模型对大位移磁致伸缩传感器研究有积极意义.     

磁弹性传感器芯片用于凝血酶原时间检测的初步研究

设计了一种集成流路的磁弹性传感器芯片,结合模块化设计的磁弹性传感器检测电路构成了一个初步的实验平台,针对在医学和临床实践中都有很重要意义的凝血系统功能的检查,以凝血酶原时间(PT)为例,利用磁弹性传感器芯片进行凝血酶原反应的过程检测,可以得到凝血酶原时间参数.初步实验结果证明了设计的有效性,同时,这种方法可以方便推广到其他凝血因子的检测方面,是一种可小型化、便携式、芯片成本低廉的易于推广的解决方案,有很好的应用前景.     

一种采用压电复合音叉的电流传感器研究

针对当前非接触电流测量方式存在的灵敏度低、结构复杂等问题,本文提出了一种采用压电复合音叉的电流传感器用于非接触低频微弱电流测量,其结构由永磁体、弹性音叉、压电片及底座组成.当该传感器处于电线周围交变磁场中时,永磁体在磁场作用下产生扭矩并驱动弹性音叉臂及压电片产生形变;因压电效应,形变的压电片两端电极之间输出交变电压信号,从而实现电流的测量.由于磁扭矩效应,这种传感器具有较高的谐振灵敏度,大约是压电悬臂梁式电流传感器的4.0倍;在负载电阻为10 MΩ、频率为41.7 Hz时,灵敏度可达1.393 V/A,线性度约为0.57%.这种压电复合音叉式电流传感器模型还可以应用于微弱振动、磁场信号探测等.     

磁弹性无线微生物传感器研究进展

磁弹性无线传感是一门新兴的传感技术,磁弹性无线传感器基于磁致伸缩原理而设计,传感器中信号的激励与传送通过磁场进行,传感器与检测仪器之间没有任何物理连接,属于无线无源传感器.主要介绍了磁弹性无线微生物传感器的工作原理、分类及其应用.通过将传感器置于密闭容器中,在线监测微生物的新陈代谢过程,以及进行抗生素等药物的药效在线评...     

一种新型扭矩传感器的研制

介绍了一种以微小弹性扭臂的电桥法为基础的新型微小扭矩传感器。它利用4片等厚的弹性臂测量微小扭矩作用下的形变,通过计算机串口通信,实现了数据的记录与读出。经实验,该传感器能够在0～40mN·m的测量范围内,达到0.01mN·m的测量准确度。     

串联弹性驱动器设计、建模及在机器人上的应用

相比于传统的刚性驱动器, 串联弹性驱动器(Series elastic actuator, SEA)具有被动柔顺性、阻抗低、抗冲击、力感知等诸多优点, 因而已被广泛应用于各种机器人系统中. 首先根据弹性和阻尼特性将串联弹性驱动器分为弹性型、阻尼型和弹性?阻尼型串联弹性驱动器, 介绍不同类型串联弹性驱动器的优缺点, 并详细概述弹性和阻尼特性的机械实现方式; 然后对各类串联弹性驱动器作为力传感器的建模方法进行介绍; 接着叙述串联弹性驱动器在机器人系统中的主要应用, 如力传感器、安全保护、降低能耗; 最后展望串联弹性驱动器未来的发展方向.     

磁饱和式传感器在漏电保护器上的应用研究

描述了磁饱和式穿心传感器在漏电保护上的应用实例.磁饱和式穿心传感器是一种精密的传感器,主要用于交流和直流的电流信号检测,广泛用于传感器式电流、电压互感器、漏电保护等工业场合.磁饱和式传感器利用磁饱和原理产生振荡的方波,一旦有电流信号通过,不管交直流,信号可从几毫安到几十安,都能很精确地检测到.以磁饱和式传感器检测原理的漏电保护器具有较强的实用性.经实验结果验证已达到设计预期.     

磁头型扭矩传感器气隙补偿研究

针对气隙扰动是影响基于逆磁致伸缩效应磁头型扭矩传感器的输出和灵敏度的主要问题,提出了一种利用电路进行气隙补偿的方案,并利用在旋转轴表面粘贴非晶合金薄带层的方法,实验论证了传感器的基本特性,结果表明:所设计的传感器及其电路具有气隙补偿的能力。     

机器人关节扭矩测试传感器的设计

扭矩测试对旋转机械的研究有着重要意义,通过对机器人关节扭矩的实时测试,可以了解其运行状态,便于实现柔性控制和人机协作。本文提出了一种新型扭矩传感器,其采用传感器法兰一体化结构,可直接安装于机器人关节进行扭矩测试。首先进行了弹性体的设计并通过有限元进行分析,根据应力集中原则对弹性体结构进行改进,确定传递最大应力位置,经过参数优化确定铣槽尺寸,确定了阶梯型弹性体结构。其次,采用高精度扭矩传感器对设计传感器进行标定,将实验数据进行拟合。最后分析得到扭矩传感器迟滞和线性度等性能指标。