| 磁致伸缩力传感器输出特性及其影响因素分析 |
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| 引用本文： | 崔鑫鑫,王博文,李明明,翁玲,黄文美.磁致伸缩力传感器输出特性及其影响因素分析[J].传感技术学报,2019,32(11). |
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| 作者姓名： | 崔鑫鑫 王博文 李明明 翁玲 黄文美 |
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| 作者单位： | 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,河北工业大学,天津 300130;河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,河北工业大学,天津 300130;省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,河北工业大学,天津 300130;河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,河北工业大学,天津 300130;省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,河北工业大学,天津 300130;河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,河北工业大学,天津 300130;省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,河北工业大学,天津 300130;河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,河北工业大学,天津 300130;省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,河北工业大学,天津 300130;河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,河北工业大学,天津 300130 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51777053)、河北省自然科学基金重点项目(E2017202035) |
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| 摘 要： | 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。
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| 关 键 词： | 力传感器 输出电压模型 偏置磁场 磁致伸缩 |
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