【摘 要】
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传感器是实现测试与自动控制的首要环节,而压力传感器又是应用最广泛的传感器之一.压磁式传感器(也称磁弹性传感器)以其输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能
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传感器是实现测试与自动控制的首要环节,而压力传感器又是应用最广泛的传感器之一.压磁式传感器(也称磁弹性传感器)以其输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、工艺简单、成本低等优点已逐渐成为近几年国内外传感器研究的热点.该文从压磁传感器的机理出发,以压磁理论中磁导变化率与所受应力关系的数学模型为选材依据,通过对各种磁弹性材料的特性进行对比分析,选取了磁导率高、受力应变大、饱和磁感应强度小和对应力敏感的软磁坡莫合金作为压磁传感器的磁弹性材料.同时根据坡莫合金材料的厚度与其交流磁导率之间的关系曲线,确定了所用坡莫合金材料的厚度.从便于准确量化地研究该材料的压磁效应为出发点,以应力面积比为判据,针对不同尺寸形状的传感器用有限元分析软件SSAP93进行了对比分析计算,确定了该传感器的尺寸与结构形式.针对该材料的磁特性,设计了传感器的励磁磁路.针对传感器输出信号的特点,设计了传感器的测试系统.最后对所设计的传感器,在不同的预载荷、不同的最大载荷以及不同的励磁频率下进行了实验,得出了其重复性、线性及其灵敏度与预载荷、最大载荷以及频率之间的关系.同时也对所设计的测试系统进行了初步实验.实验表明,传感器材料选取和结构设计合理,测试系统可对传感器输出信号进行处理,达到了预期的效果.
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