磁控形狀記憶合金逆特性及傳感器實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著制造業(yè)自動化和信息化的飛速發(fā)展，傳感器技術(shù)作為現(xiàn)代信息的前沿技術(shù)已經(jīng)成為自動檢測技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。目前，發(fā)達(dá)國家對傳感器技術(shù)的發(fā)展已十分重視，將其視為涉及國防建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的關(guān)鍵技術(shù)，并成為國家科技發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃之一。作為感知、獲取信息的窗口，傳感器技術(shù)近幾年得到快速地發(fā)展，越來越多的新效應(yīng)、新材料、新加工技術(shù)和信息處理技術(shù)融入新型傳感器的研發(fā)中，使得市場上不斷涌現(xiàn)具有新結(jié)構(gòu)和新用途的傳感器。磁控形狀記憶合

2、金(MSMA)是近年來出現(xiàn)的一種新型功能材料，具有大應(yīng)變、重復(fù)性好、響應(yīng)速度快、能量轉(zhuǎn)換效率高等顯著特點(diǎn)。該材料不僅能夠在磁場作用下輸出位移和力（正效應(yīng)），并且可在外力作用下由于內(nèi)部磁性能發(fā)生改變而獲得磁通變化量（逆效應(yīng)），這就為采用MSMA制造傳感器提供了條件。
　　本文基于磁控形狀記憶合金Ni2MnGa的逆效應(yīng)，提出一種新概念傳感器。首先，通過對MSMA變形機(jī)理的分析，開展其在靜態(tài)和動態(tài)機(jī)械力作用下所產(chǎn)生電磁特性的實(shí)驗(yàn)分析研究

3、，系統(tǒng)分析了材料磁通密度變化量與形變、磁場以及壓應(yīng)力之間的關(guān)系。其次，基于MSMA的逆特性，給出了MSMA傳感器的工作原理。在MSMA傳感器結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理的基礎(chǔ)上，把傳感器系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型，建立力學(xué)解。根據(jù)R.C.O'Handley模型和電磁學(xué)原理，建立外加偏置條件和激振信號為模型參數(shù)的磁控形狀記憶合金傳感器的機(jī)械-電磁轉(zhuǎn)換模型。最后，給出傳感器系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原理，并構(gòu)建基于多場耦合的傳感器實(shí)驗(yàn)平臺。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，從機(jī)器學(xué)