一种新型磁流体加速度传感器 |
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引用本文: | 张西宁,夏心锐,向宙,张雯雯. 一种新型磁流体加速度传感器[J]. 西安交通大学学报, 2019, 0(2) |
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作者姓名: | 张西宁 夏心锐 向宙 张雯雯 |
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作者单位: | 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 |
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摘 要: | 为了解决传统磁流体加速度传感器体积大、灵敏度低、线性度差、使用频率范围低等缺点,设计了一种新型磁流体加速度传感器。采用圆柱形永磁铁作为惯性质量,将加速度转化为磁场的变化,利用高灵敏度线性霍尔检测磁场变化,从而实现加速度到电信号的转变。通过仿真和实验分别对磁流体的悬浮效应、阻尼效应以及圆柱形永磁铁的磁场分布情况进行了研究,结果表明:在永磁铁体积较小的情况下,永磁铁受到的悬浮力很小;在磁场作用下,磁流体具有非常优越的阻尼性能。基于永磁铁的磁场分布情况的研究结果,选取磁场变化梯度最大且线性度最好的位置安装霍尔元件,从而提高传感器灵敏度。利用振动实验台,对所设计的传感器性能进行实验验证,结果表明,新型磁流体加速度传感器具有较好的线性度和较大的可用频率范围,在其他结构不变的前提下,磁流体的使用将加速度传感器的可用频率范围提高了256%。本文为研究磁流体的悬浮效应和阻尼效应提供了一种策略,也为加速度传感器的研究和改进提供了一种新的思路。
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关 键 词: | 加速度传感器 磁流体 霍尔元件 永磁铁 |
A Novel Magnetic Fluid Inertial Sensor |
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Abstract: | |
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