磁致伸縮直線位移傳感器的機(jī)理研究與應(yīng)用.pdf

1、磁致伸縮直線位移傳感器是一種通過檢測彈性波激勵和接收之間的時間差，得出被測點(diǎn)和接收點(diǎn)之間距離的傳感器。在該種傳感器系統(tǒng)中，由于永久磁鐵磁場和激勵磁場的疊加作用，在磁致伸縮線中會產(chǎn)生沖擊荷載，由此引起的彈性波將向線的兩端傳播；彈性波的傳播使磁致伸縮線局部變形，在逆磁致伸縮效應(yīng)的作用下，磁疇偏轉(zhuǎn)將導(dǎo)致檢測線圈的輸出信號發(fā)生變化。 本研究通過電磁學(xué)、力學(xué)等領(lǐng)域的有關(guān)計算，構(gòu)建了該種傳感器中彈性波產(chǎn)生、傳播和檢測的數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)學(xué)方法

2、描述了電磁能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換的過程、機(jī)械能在傳感器細(xì)長磁致伸縮線中的傳播過程以及機(jī)械能向電磁能轉(zhuǎn)換最終形成電信號的過程。 論文第二章從磁致伸縮直線位移傳感器的基本工作原理出發(fā)，分析了該種傳感器中所使用的材料Ni-Span—C的磁致伸縮性能和材料特點(diǎn)，探討了磁致伸縮線中磁疇的磁化問題。研究中進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，分析了永久磁鐵的空間磁場分布以及永久磁鐵和磁致伸縮線的位置關(guān)系，研究了在不同強(qiáng)度的外磁場作用下，磁致伸縮線的磁疇發(fā)生偏轉(zhuǎn)變化的特點(diǎn)

3、，剖析了磁致伸縮直線位移傳感器系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象和特點(diǎn)。 論文第三章從驅(qū)動脈沖電流產(chǎn)生的周向磁場和永久磁鐵磁場的疊加效果之角度，結(jié)合磁疇的偏轉(zhuǎn)特點(diǎn)，研究并解明了磁致伸縮直線位移傳感器中感應(yīng)波的產(chǎn)生機(jī)理。本研究從磁致伸縮線質(zhì)點(diǎn)所受荷載的角度，結(jié)合彈性動力學(xué)的理論，解明了磁致伸縮直線位移傳感器中彈性波的產(chǎn)生機(jī)理，分析了扭轉(zhuǎn)波的特點(diǎn)；在實(shí)驗(yàn)研究中驗(yàn)證了驅(qū)動脈沖電流產(chǎn)生的彈性波是上升沿激勵的彈性波和下降沿激勵的彈性波的合成效果。本研究分析

4、了磁致伸縮線彈性波產(chǎn)生的局部磁場力問題，建立了合扭矩數(shù)學(xué)模型。根據(jù)該種傳感器的彈性波傳播機(jī)理，用數(shù)學(xué)方法分析和計算了彈性波檢測的換能問題。從能量守恒的角度分析了在外磁場影響磁致伸縮線的環(huán)境下彈性波信號波形出現(xiàn)不同幅值的問題。結(jié)合理論模型，分析了不同激勵方式下的彈性波的相位關(guān)系。建立了磁致伸縮直線位移傳感器驅(qū)動脈沖電路設(shè)計方案，結(jié)合彈性波產(chǎn)生的條件，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了驅(qū)動脈沖電流的參數(shù)。 論文第四章基于對磁致伸縮直線位移傳感器的機(jī)