磁致伸缩位移传感器的研究进展

介绍了磁致伸缩位移传感器的研究现状、磁致伸缩位移传感器与其他传感器相比的自身优势、磁致伸缩位移传感器的应用及其MTS公司的最新产品TemposonicsⅢ和L系列,阐述了磁致伸缩位移传感器的基本原理,指出了磁致伸缩位移传感器在材料和电路两方面的发展方向。分析了传统的磁致伸缩位移传感器存在的问题及改进方法,预测了磁致伸缩位移传感器将采用一系列的新技术使该类传感器成本大幅下降,性能显著提高,应用范围更加广泛。     

考虑磁滞的铁稼磁致伸缩位移传感器输出电压模型及结构设计

基于Jiles-Atherton模型、魏德曼效应和压磁效应建立了考虑磁滞影响下磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算结果与实验结果基本吻合,表明所建立的输出电压模型的正确性.对传统Fe-Ga磁致伸缩位移传感器的结构进行了改进,消除了由磁致伸缩材料的磁滞效应带来的位移迟滞,降低了剩磁和驱动脉冲电流对输出电压的影响,使电压信号的信噪比由14.7 dB提高至27.6 dB.制作了Fe-Ga磁致伸缩位移传感器样机,通过实验验证了新结构能改善传感器的线性度、重复性、迟滞性和精度.基于新的传感器结构,此研究可为磁致伸缩位移传感器的优化、生产提供理论依据和实验基础.     

高精度位置传感器及其在液压轧机上的应用

本文介绍了一种高精度位置传感器,现已应用于300mm和500mm四辊液压轧机上,用以测量轧机的辊缝大小,也可以应用到测量尺寸的其它场合。     

基于磁致伸缩效应的液体密度在线测量方法

在分析磁致伸缩液位传感器工作原理基础上，针对磁致伸缩液位计不能进行密度测量的问题，提出多浮子相对位移测量法，在磁致伸缩液位计上实现了液体密度的在线高精度测量。同时分析了被测介质密度的变化对液位测量精度的影响，给出了液位测量的密度校正方法，进一步提高了磁致伸缩液位传感器的液位测量精度。     

基于磁致伸缩原理的液位传感器的设计

针对传统的液位测量技术在实际应用中的不足,提出了一种新型的液位传感器设计方案。该方案利用磁致伸缩原理,将液位信息的测量转化为对信号脉冲的精准计时。通过对磁致伸缩液位传感器的结构和工作原理的分析,对系统的构建、硬件电路设计和软件编程做了详细描述,尤其对磁致伸缩换能器与高精度时间测量方案给出了实现的基本框架和步骤。实验证明,这种基于磁致伸缩原理的液位传感器具有运行稳定、测量精度高、数字化等优点,具有一定的实用价值。     

新一代高技术宽带钢轧机的板形控制

提出界定轧机板形控制性能的辊缝调节特性空间（CQ－CH－q）及评价的主要参数：辊缝基本凸度及可调度、辊缝刚度、弯辊调控幅度、辊缝曲线四次分量可调度和辊间接触压力峰值．分析了板形控制的“柔性辊缝策略”与“刚性辊缝策略”．提出采用“交接触长度（VCL）支持辊”以改善连轧机组的板形控制性能，并在生产中应用．     

超磁致伸缩力传感器及其实验研究

基于磁致伸缩逆效应原理,以超磁致伸缩棒为敏感元件研究了一种具有高灵敏度的新型超磁致伸缩力传感器,通过集成在结构内部的霍尔传感器测量磁通密度来实现静态力的测量.同时,为了提高传感器的测量灵敏度,提出了一种安装在霍尔传感器周围的不锈钢钢环的特殊结构.给出了超磁致伸缩力传感器的测量原理和设计过程,并通过实验研究确定了偏置磁场、预紧力和超磁致伸缩棒的尺寸等因素对传感器输出特性的影响规律,分别得到了传感器工作的最佳偏置磁场和预紧力,为超磁致伸缩力传感器的深入研究和精确控制提供了一种技术途径.     

具有气敏涂层的GMF静态磁机耦合模型及实验研究

为实现超磁致伸缩薄膜(GMF)在微气体传感器领域的应用,需要研究其在气敏涂层条件下的磁致伸缩特性.以几何非线性弹性理论为基础,将磁致伸缩效应等效为GMF上体积力作用下的变形效应,建立了具有气敏涂层的悬臂梁式结构双层GMF低磁场下静态磁机耦合模型,解析了GMF悬臂梁末端的磁场与位移的数学关联.通过对双层薄膜TbDyFe/PI/SmFe和TbDyFe/Cu/SmFe进行试验,验证了磁场与位移数学关联的正确性.结果表明,曲线模型有较好的预测性,具有气敏涂层的GMF表现出更好的磁致伸缩效应.     

位移传感器及在轧辊行程检测系统的应用

本文介绍一种长行程直线位移传感器,它依据磁致伸缩原理,具有线性度好,分辨率高、结构紧凑、易于安装等优点。论文阐述了它的工作原理及其在热轧机轧辊行程测量系统中的应用。     

基于磁致伸缩效应的管道检测纵向导波模型

基于铁磁性材料在磁场作用下具有的磁、力学特性，推导了磁致伸缩无损检测技术在管道中检测导波模型．在静态偏置磁场和通过传感器激励线圈交变电流形成的交变磁场作用下，管道中产生弹性导波，由弹性导波运动方程，推导其位移表达式，由位移求出应变．根据逆磁致伸缩效应，应变导致磁感应强度的变化，其变化引起穿过接收线圈磁通量的改变从而推导出感应电压表达式．由此建立了作用在激励传感器线圈上的电流与接收传感器输出电压之间的定量关系，为磁致伸缩效应用于无损检测提供了检测理论和技术手段．     

基于超磁致伸缩材料的驱动器设计及磁场仿真

基于超磁致伸缩材料的工作原理,设计了具有微位移可控特性的驱动器。为了探究驱动器内部磁场设计的合理性以及超磁致伸缩驱动器的磁感应强度与激励电流之间的关系,应用ANSYS有限元分析软件对超磁致伸缩驱动器的内部磁场进行仿真。研究结果表明,超磁致伸缩驱动器磁场设计合理;随着电流的增大,超磁致伸缩材料中的磁感应强度也随之增加并且磁感应强度逐渐趋于饱和。     

冷连轧机液压压下控制系统弹跳补偿数学模型的优化

在轧制过程中轧机的辊缝发生变化,影响轧件尺寸,考虑控制系统的稳定性和轧制板形等需要,可调整补偿系数,保持轧机辊缝恒定,精确的弹跳补偿数学模型非常重要。本文介绍了AGC技术的应用,在此理论基础上结合常规的补偿模型得出优化的弹跳补偿数学模型。     

超磁致伸缩微位移致动器的理论分析与设计

科学技术的快速发展使得机电设备越来越趋于微型化,为了在体积不足1cm^3的空间里达到精确测量,超磁致伸缩材料成为当下研究的热点。本文以J-A模型和磁-机效应法为依据,建立超磁致伸缩的磁机耦合模型,设计了以圆弧形超磁致伸缩薄片为核心部件的微型位移致动器。利用COMSOL Multiphysics仿真软件分析了当给予线圈电流密度为10^6A/m^2的驱动电流时,不同厚度的超磁致伸缩薄片模型,得到相应的应力张量图和磁致伸缩曲线。文中展示0.35mm厚度的铁镓合金辅以1mm厚度硅基底的致动器模型,并获得了较为理想的0.8μm输出位移量。将仿真与实验结果进行对比,证明了理论模型的准确性以及执行器结构的可行性。该微位移执行器具有体积小、响应快、精度高、便于集成等优点,在振动控制、微定位、机器人等领域有着广阔的应用前景。     

磁致伸缩位移传感器在钢丝绳拉力机测控系统中的应用

介绍了MTS公司的磁致伸缩位移传感器的原理、特点及其与S7—300 PLC的接口方法。给出了2000kN钢丝绳拉力机测控系统的结构框图和软件流程图。应用结果表明:此系统工作稳定可靠、监测精度高、维护简单,具有行业推广价值。     

磁致伸缩位移传感器在钢丝绳拉力机测控系统中的应用

介绍了MTS公司的磁致伸缩位移传感器的原理、特点及其与S7-300 PLC的接口方法.给出了2000kN钢丝绳拉力机测控系统的结构框图和软件流程图.应用结果表明:此系统工作稳定可靠、监测精度高、维护简单,具有行业推广价值.     

不锈钢护套对磁致伸缩导波桥梁缆索检测影响

针对带有不锈钢护套的桥梁缆索磁致伸缩导波现场检测中传感器的安装问题,基于磁致伸缩效应及其逆效应建立了有限元模型,并通过仿真分别研究了不锈钢护套对磁致伸缩导波激励与接收的影响,进而得到不锈钢护套对导波检测信号的影响.通过实验室和实桥实验进行了验证,结果表明:不锈钢护套对磁致伸缩导波的激励过程与接收过程均会造成衰减,激励端与接收端不锈钢厚度对信号衰减的影响趋势基本相同.根据仿真与实验结果得到了可以将磁致伸缩导波传感器安装于不锈钢护套上的激励频率及不锈钢护套厚度的范围,为现场安装提供了指导.     

超磁致伸缩-压电直线式蠕动机构的设计

为研制大行程高精度进给机构,基于蠕动运动原理,以超磁致伸缩微驱动器为驱动元件、嵌入柔性铰链中的压电陶瓷驱动器与V形导轨配合为箝位方式,研制了超磁致伸缩压电直线式蠕动机构样机,并利用计算机对其运动进行了闭环反馈控制。运行测试结果表明,该机构能够稳定地蠕动步进和后退,位移重复定位精度可以达到±15nm。     

磁致位移传感器冰雪厚度测量仪原理及其应用

基于磁致伸缩原理的位移传感器具有高精度、高稳定性、多位置测量的特点,据此研制了一种能同时测量冰/雪表面和冰底面变化的接触式冰雪厚度测量仪.该仪器被应用到低温实验室冰厚和南极固定冰区冰雪厚度的测量中.实验室历时540h,测量精度±0.13cm;现场应用持续6个月,测量精度±0.20cm.高精度的测量数据,特别是现场测量数据,为分析冰厚变化的细微过程提供了基础,为深入研究气-冰-海耦合过程,完善海冰热力学数值模型提供了支持.另外,该仪器还能为冰工程领域的研究提供技术支持.     

阻断剂对磁致伸缩生物传感器性能的影响

病菌的非特异性结合是影响生物传感器性能主要因素之一,而阻断剂是降低病菌非特异性结合的主要途径之一。本文以李斯特菌为目标病菌,对磁致伸缩生物传感器进行不同的生物加载处理,包括：无生物加载,抗体加载,阻断剂酪蛋白加载,阻断剂牛血清白蛋白加载。通过上述传感器对李斯特菌的检测实验,研究阻断剂的阻断效率以及其对磁致伸缩生物传感器性能的影响。实验结果表明,上述两种阻断剂均可以显著降低李斯特菌与磁致伸缩生物传感器表面的非特异性结合,提高磁致伸缩生物传感器的稳定性能。     

稀土超磁致伸缩材料的制备与应用

稀土超磁致伸缩材料优良的特性和广泛的应用前景在国际范围内得到普遍重视,已成为磁致伸缩材科研究的重点。简要介绍了稀土磁致伸缩材料,着重评述稀土超磁致伸缩材料的制备方法、工艺特点和应用。