应力状态对磁记忆信号的影响 被引量：38

1

作者 任吉林 王东升 +2 位作者 宋凯 任尚坤 唐继红 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期724-728,共5页

通过对20#钢试件拉伸时表面磁场的在线测量和20#钢试件经过不同程度拉伸并卸载后的表面磁场的测量,研究应力状态对磁记忆信号的影响。20#钢进行拉伸试验时,在应力集中部位,当变形很小时磁场信号变化平缓;产生一定程度塑性变形后磁场信... 通过对20#钢试件拉伸时表面磁场的在线测量和20#钢试件经过不同程度拉伸并卸载后的表面磁场的测量,研究应力状态对磁记忆信号的影响。20#钢进行拉伸试验时,在应力集中部位,当变形很小时磁场信号变化平缓;产生一定程度塑性变形后磁场信号变化相对剧烈;出现颈缩现象时磁场信号变化非常剧烈。经分析认为,磁记忆信号的变化与材料内部微观组织的状态有关,试件变形很小时,磁弹性效应对试件表面磁场的变化起主要作用;试件变形较大时,其表面磁场的变化主要受塑性变形区内位错聚集产生的微缺陷的影响。 展开更多

关键词 无损检测 应力状态 磁记忆检测 磁弹性效应 微损伤

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磁弹索力传感器设计方法研究 被引量：16

2

作者 章鹏 刘小亮 +1 位作者 陈伟民 刘琳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2467-2473,共7页

针对目前缆索的磁弹索力传感器的设计尚无比较完善的方法的现状,在讨论磁弹索力传感器基本原理的基础上,分析了磁弹索力传感器的结构及内部各磁场分布特点;从缆索、线圈、磁场、信号几方面出发,对缆索的磁弹索力传感器的设计方法进行了... 针对目前缆索的磁弹索力传感器的设计尚无比较完善的方法的现状,在讨论磁弹索力传感器基本原理的基础上,分析了磁弹索力传感器的结构及内部各磁场分布特点;从缆索、线圈、磁场、信号几方面出发,对缆索的磁弹索力传感器的设计方法进行了研究,提出了保证传感器的感应线圈内部缆索磁化均匀性、线圈安全励磁、提高灵敏度和信噪比等参数设计的具体方法与准则;根据钢缆索材料磁弹效应的材料特性优化传感器的工作点;最后针对某实际工程上应用的缆索,完成了磁弹索力传感器设计的仿真计算与实验验证,结果表明:传感器达到了预期的设计效果,且灵敏度为-0.3535mV/MPa,此设计方法用于磁弹索力传感器的设计可行。 展开更多

关键词 索力传感器 磁弹效应 设计方法 测量系统

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基于磁弹效应的斜拉桥索力传感器研究 被引量：10

3

作者 唐德东 黄尚廉 陈伟民 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第10期28-30,共3页

针对斜拉桥索力在线监测的实际情况和现有索力传感器的不足,提出了基于磁弹效应的新型索力传感器,并阐述它的原理,详细分析它的影响因素及其处理办法,搭建相应的试验系统,进行了拉力模拟试验,试验表明:该传感器动态响应好,测量重复性误... 针对斜拉桥索力在线监测的实际情况和现有索力传感器的不足,提出了基于磁弹效应的新型索力传感器,并阐述它的原理,详细分析它的影响因素及其处理办法,搭建相应的试验系统,进行了拉力模拟试验,试验表明:该传感器动态响应好,测量重复性误差为±0.2%,满足索力的在线测量要求。 展开更多

关键词 索力 磁弹效应 磁导率 传感器

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基于磁弹效应的索力传感器研究 被引量：10

4

作者 孙志远 杨学山 石文勇 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第1期182-186,共5页

本文介绍了一种建立在磁弹效应原理基础上的可用来测量钢索轴向拉力的传感器。文中详细阐述了其基本原理,设计了单路磁循环的磁路结构,进行了磁路分析并提出一种电脉冲磁化法的实验装置,给出实验结果。实验结果与理论设计相符,系统稳定... 本文介绍了一种建立在磁弹效应原理基础上的可用来测量钢索轴向拉力的传感器。文中详细阐述了其基本原理,设计了单路磁循环的磁路结构,进行了磁路分析并提出一种电脉冲磁化法的实验装置,给出实验结果。实验结果与理论设计相符,系统稳定可靠。该装置具有可由电池供电、体积小、造价低廉、便于携带的特点。 展开更多

关键词 磁弹效应 索力 传感器

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压磁式非接触测力传感器检测气隙范围的研究 被引量：11

5

作者 唐桂青 郭迎福 《电子测量技术》 2013年第2期104-107,共4页

针对压磁式测力传感器非接触测试时气隙的大小问题,采用了基于压磁效应的二磁极U型传感器作为研究对象。首先简要论述了这种传感器的工作原理,并导出其感应电压输出方程。然后针对被测试件(低碳钢Q345),设计了合理的试验方案。重点对压... 针对压磁式测力传感器非接触测试时气隙的大小问题,采用了基于压磁效应的二磁极U型传感器作为研究对象。首先简要论述了这种传感器的工作原理,并导出其感应电压输出方程。然后针对被测试件(低碳钢Q345),设计了合理的试验方案。重点对压磁传感器的非接触测量进行了试验研究,分析了传感器频率、电流强度及气隙对其输出特性的影响。估算出传感器的最佳工作频率及电流强度。最后在大量试验数据的基础上,确定出了合理的检测气隙范围。试验结果表明,这种传感器结构简单,测量应力方便快捷,具有一定的应用开发价值。 展开更多

关键词 压磁效应 测力传感器 非接触 气隙

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新型在线索力传感器研制 被引量：7

6

作者 唐德东 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2006年第8期1-2,9,共3页

针对大型钢缆索索力在线监测的实际情况和现有索力传感器的不足,提出基于磁弹效应的新型在线索力传感器,并阐述它的原理,详细分析它的影响因素及其处理办法,搭建相应的实验系统,进行了拉力模拟实验。实验表明,该传感器动态响应好,测量... 针对大型钢缆索索力在线监测的实际情况和现有索力传感器的不足,提出基于磁弹效应的新型在线索力传感器,并阐述它的原理,详细分析它的影响因素及其处理办法,搭建相应的实验系统,进行了拉力模拟实验。实验表明,该传感器动态响应好,测量重复性好(重复性精度优于0.2%),满足索力的在线测量要求。 展开更多

关键词 索力 磁弹效应 磁导率 传感器

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环形差动压磁式非接触动态扭矩传感器的研究与设计 被引量：8

7

作者 石延平 周庆贵 臧勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第17期2026-2030,共5页

为了提高动态扭矩非接触测量的精度和灵敏度,对一种基于非晶态合金压磁效应的环形差动式扭矩传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出了传感器的输出方程。通过试验,分析了这种扭矩传感器探头与轴表面的气隙对输出信号的影响... 为了提高动态扭矩非接触测量的精度和灵敏度,对一种基于非晶态合金压磁效应的环形差动式扭矩传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出了传感器的输出方程。通过试验,分析了这种扭矩传感器探头与轴表面的气隙对输出信号的影响,得出了最佳气隙范围。分别对轴表面附着和不附着非晶态合金层进行了动态转矩测量,对比分析了两种情况下的测量精度和灵敏度。试验显示,采用所设计的传感器,在轴表面附着非晶态合金层时,最大非线性误差为2.14%(满量程),最大重复性误差为1.54%(满量程),最大灵敏度为2.09mV/(N.m)。 展开更多

关键词 扭矩测量 传感器 非晶态合金 压磁效应

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压磁式非接触测力传感器的研究与设计 被引量：7

8

作者 石延平 张永忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第20期1805-1809,共5页

为了实现动态在线测力,以便对设备实施工况监测和故障诊断,设计了一种三磁极压磁式非接触测力传感器。论述了传感器的结构与工作原理,导出了该传感器感应电压输出方程。通过试验,分析了传感器励磁电流强度、频率以及测试磁隙对其输出特... 为了实现动态在线测力,以便对设备实施工况监测和故障诊断,设计了一种三磁极压磁式非接触测力传感器。论述了传感器的结构与工作原理,导出了该传感器感应电压输出方程。通过试验,分析了传感器励磁电流强度、频率以及测试磁隙对其输出特性的影响,确定出了合理的磁隙范围。实测结果表明,压磁式非接触测力传感器所能达到的测试精度和灵敏度能够满足一般工程应用要求。 展开更多

关键词 测力传感器 压磁效应 应力检测 非接触

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基于纳米晶软磁合金的磁弹性扭矩传感器的研究 被引量：6

9

作者 石延平 臧勇 崔伯第 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1163-1167,共5页

对一种基于纳米晶软磁合金的非接触动态磁弹性扭矩传感器进行了研究。介绍了这种传感器的半套环差动式结构和工作原理,推导出传感器的输出方程。通过动态转矩测量试验,分析了传感器探头与轴表面的气隙和转速对测试精度和灵敏度的影响,... 对一种基于纳米晶软磁合金的非接触动态磁弹性扭矩传感器进行了研究。介绍了这种传感器的半套环差动式结构和工作原理,推导出传感器的输出方程。通过动态转矩测量试验,分析了传感器探头与轴表面的气隙和转速对测试精度和灵敏度的影响,得出了U-δ曲线和最佳气隙范围、三种转速时传感器的动态输出曲线。试验数据显示,采用半套环差动式结构的传感器,并利用纳米晶软磁合金辅助测量时,最大非线性误差和不重复误差分别降低58%和33%,测量灵敏度提高1.36倍。 展开更多

关键词 扭矩传感器 纳米晶软磁合金 半套环 磁弹性

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基于磁弹效应的单旁路激励钢缆索索力传感器 被引量：3

10

作者 陈伟民 姜建山 +2 位作者 唐德东 黄尚廉 廖昌荣 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期353-357,共5页

针对环式穿套结构磁弹效应索力传感器在使用中存在的实际问题,提出了一种单旁路结构的磁弹性索力传感器。从传感器的磁路结构、激励方式、外部磁化强度等几方面进行了深入的讨论,设计出了基于磁弹效应的单旁路激励钢缆索索力传感器原理... 针对环式穿套结构磁弹效应索力传感器在使用中存在的实际问题,提出了一种单旁路结构的磁弹性索力传感器。从传感器的磁路结构、激励方式、外部磁化强度等几方面进行了深入的讨论,设计出了基于磁弹效应的单旁路激励钢缆索索力传感器原理样机,搭建了相应的实验系统,并对传感器样机进行了初步的拉力实验。实验结果表明,所提出的单旁路激励索力传感器原理可行,测量重复性误差小于0.2%。 展开更多

关键词 计量学 磁弹效应 钢缆索 索力传感器 索拉力实验

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一种用于检测转角、转速和转矩的新型多功能非接触式传感器 被引量：5

11

作者 石延平 范书华 臧勇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期378-382,共5页

对一种基于纳米晶软磁合金的非接触式,用于测量转角、转速和转矩的多功能传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出传感器的输出方程和灵敏度表达式。通过试验,分析了传感器激磁磁场强度对转矩测量精度的影响,并得出了最佳激... 对一种基于纳米晶软磁合金的非接触式,用于测量转角、转速和转矩的多功能传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出传感器的输出方程和灵敏度表达式。通过试验,分析了传感器激磁磁场强度对转矩测量精度的影响,并得出了最佳激磁磁场强度;在25℃～100℃范围研究了温度变化对传感器输出的影响,其零点温度漂移(25℃)为0.002%F.S/℃;在0～450 N.m范围进行转矩加载,得到了较高的测量灵敏度以及较低的线性度误差、重复度误差及迟滞静态误差;在500 r/min～3 523 r/min范围内,转速最大相对误差为0.60%。试验数据显示,该传感器的精度能够达到1.0%,对于一般工程应用是可行的。 展开更多

关键词 传感器 纳米晶软磁合金 多功能 磁弹性效应

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磁弹效应索力传感器的温度影响机理及补偿技术研究 被引量：5

12

作者 唐德东 黄尚廉 陈伟民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1353-1357,共5页

从铁磁材料的磁畴结构入手,研究磁化强度与温度的关系,全面系统地探索了温度对磁弹效应的影响机理。在温度补偿曲线法很难达到在线测试要求的情况下,提出了差动式温度自动补偿技术,理论上分析了补偿原理。设计了单旁路励磁结构的差动式... 从铁磁材料的磁畴结构入手,研究磁化强度与温度的关系,全面系统地探索了温度对磁弹效应的影响机理。在温度补偿曲线法很难达到在线测试要求的情况下,提出了差动式温度自动补偿技术,理论上分析了补偿原理。设计了单旁路励磁结构的差动式温度自动补偿结构,搭建了温度影响实验方案和实验系统,做了温度影响实验。实验表明:在-30～+80℃的温度范围内,温度对磁导率的影响不大,全范围的波动量小于2.5%,补偿结果满足实际测量需要。 展开更多

关键词 磁弹效应 索力传感器 温度补偿

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基于旁路结构的磁弹效应索力传感器研究 被引量：4

13

作者 邵磊 冯志敏 胡海刚 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期997-1002,共6页

针对磁弹效应索力传感器工程应用安装与维护技术难题,提出了一种旁路结构的磁弹性索力传感器。应用磁路定律和等效磁路法,对套筒式结构传感器进行磁路系统分析;基于等效磁路原理,设计旁路式结构索力传感器,给出器件结构参数尺寸;搭建相... 针对磁弹效应索力传感器工程应用安装与维护技术难题,提出了一种旁路结构的磁弹性索力传感器。应用磁路定律和等效磁路法,对套筒式结构传感器进行磁路系统分析;基于等效磁路原理,设计旁路式结构索力传感器,给出器件结构参数尺寸;搭建相应的传感器试验检测系统,在WDW-300拉伸试验机上对两种传感器进行磁电复合材料诱导电压与拉力比较试验。对旁路结构索力传感器进行抗温性试验研究。结果表明,旁路结构索力传感器检测精度高,重复误差0.02%~0.5%,传感器性能稳定性和温度适应性好,适合于大跨度桥梁结构健康检测的工程应用。 展开更多

关键词 传感器 索力测量 磁弹效应 等效磁路 磁电复合材料 旁路结构

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基于磁弹效应的管道弯曲应力检测方法

14

作者 金新玖 杨理践 +1 位作者 耿浩 刘屹然 《无损检测》 CAS 2023年第3期63-67,71,共6页

为解决油气管道弯曲应力难以测量而带来的管道变形与屈曲问题,提出了基于磁弹效应的弯曲应力检测方法。首先建立磁弹性应力检测模型,分析磁弹性传感器检测回路中的磁路与阻抗特征关系;其次对弯曲作用下材料内部的应力分布进行研究;最后... 为解决油气管道弯曲应力难以测量而带来的管道变形与屈曲问题,提出了基于磁弹效应的弯曲应力检测方法。首先建立磁弹性应力检测模型,分析磁弹性传感器检测回路中的磁路与阻抗特征关系;其次对弯曲作用下材料内部的应力分布进行研究;最后开展不同情况下Q235钢板弯曲过程中,阻抗随应力变化情况的试验。结果表明,钢板表面阻抗随应力增加呈明显下降趋势,一定应力范围内阻抗与应力具有近似线性的对应关系,距离受力区域一定范围内仍能检测到阻抗随应力的变化。该方法可对管道弯曲应力进行有效检测,试验结果和理论分析具有很好的一致性。 展开更多

关键词 磁弹效应 铁磁性材料 阻抗测量法 弯曲应力测量

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传感器内部磁场分布对磁弹索力传感器性能的影响 被引量：4

15

作者 刘小亮 陈伟民 +2 位作者 章鹏 刘琳 罗伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期857-862,共6页

为了掌握磁弹索力传感器中磁场分布特点及其对传感器性能的影响,为磁弹索力传感器的设计提供参考,在讨论磁弹索力传感原理基础上,结合磁弹索力传感器结构原理分析磁弹索力传感器内部激励磁场及退磁场分布特点;在同样激励线圈的磁场条件... 为了掌握磁弹索力传感器中磁场分布特点及其对传感器性能的影响,为磁弹索力传感器的设计提供参考,在讨论磁弹索力传感原理基础上,结合磁弹索力传感器结构原理分析磁弹索力传感器内部激励磁场及退磁场分布特点;在同样激励线圈的磁场条件下,通过改变感应线圈长度模拟内部磁场分布的均匀性变化情况,从而对传感器输出与应力关系进行对比性的仿真计算;并按照理论仿真思路,进行实验验证;实验结果表明:磁场均匀性从75%降低到25%时,传感器灵敏度从0.026 9 mV/MPa降低到0.021 9 mV/MPa,重复性误差从0.228%增加到0.734%,与理论仿真定性相符合。 展开更多

关键词 索力传感器 磁弹效应 激励磁场 退磁场

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钢缆索放置式磁弹索力传感器设计与试验研究 被引量：2

16

作者 张琦 《南昌航空大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第4期66-72,共7页

钢缆索具有柔性大且强度高等特点,广泛应用于大型建筑结构、牵引机械设备及大跨度桥梁工程。钢缆索索力的状态是衡量钢缆索结构健康状态的重要标志,因此必须对钢缆索索力状态进监测。本文搭建了磁弹索力测量系统,针对现有套筒式和旁路... 钢缆索具有柔性大且强度高等特点,广泛应用于大型建筑结构、牵引机械设备及大跨度桥梁工程。钢缆索索力的状态是衡量钢缆索结构健康状态的重要标志,因此必须对钢缆索索力状态进监测。本文搭建了磁弹索力测量系统,针对现有套筒式和旁路式磁弹传感器安装复杂、测量误差大以及磁化不均匀等问题,研制了放置式磁弹索力测量传感器,并对15 mm直径钢缆索开展了不同励磁方式下的放置式磁弹传感器钢缆索索力测量试验研究。试验结果表明:不论采用哪种励磁方式,放置式磁弹传感器都具有较高的线性度,在相同试验条件下,半包络式励磁方式有着更好的磁化效果,其灵敏度更高为单旁路式励磁方式的1.74倍,可达0.061 mV/kN。 展开更多

关键词 索力 钢缆索 放置式磁弹传感器 磁弹效应

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最优磁化模型的磁通量传感器仿真实验与应用 被引量：1

17

作者 秦志勇 邓年春 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2022年第1期70-75,共6页

为了优化磁通量传感器测量的精度与稳定性,以更好地满足桥梁拉索应力测量需求,根据钢绞线的磁特性曲线与Biot-savar定律,设计了最优激励模型的CCT20穿入式磁通量索力传感器,对其进行拉力试验,并采用有限元软件模拟了张拉试验中传感器测... 为了优化磁通量传感器测量的精度与稳定性,以更好地满足桥梁拉索应力测量需求,根据钢绞线的磁特性曲线与Biot-savar定律,设计了最优激励模型的CCT20穿入式磁通量索力传感器,对其进行拉力试验,并采用有限元软件模拟了张拉试验中传感器测钢绞线的全过程,还提出了相关性系数来增强试验与仿真间的可对比性,模拟结果与试验结果基本吻合,证明了有限元模型的有效性,进一步分析了传感器对钢绞线的磁化效果。试验及仿真结果表明,穿入式传感器测量结果与钢绞线张力呈线性关系,多次重复测量性能优于0.3%;传感器设计励磁源下,钢绞线被测区域磁感应强度为0.77 T,位于钢绞线最大磁导率附近,获得最佳测量效果,励磁模型达到最优。并对汕头新津河特大桥拉索进行了应力状态检测,最终得出结论,CCT20穿入式磁通量索力传感器测量结果准确,最大测量偏差为0.8%。 展开更多

关键词 磁弹效应 磁通量传感器 索力测量 张拉试验 汕头新津河特大桥

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钢缆索材料磁弹效应的材料特性实验研究 被引量：2

18

作者 刘小亮 陈伟民 +2 位作者 刘琳 章鹏 罗伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第3期19-21,24,共4页

钢缆索材料磁弹效应的材料特性是磁弹索力传感器励磁磁场工作点优化的依据,而目前又缺少相关报道。针对此问题,以铁磁材料磁弹效应理论为指导,提出钢缆索材料磁弹效应材料特性研究的实验方案;根据缆索材料式样设计线圈,搭建实验系统,最... 钢缆索材料磁弹效应的材料特性是磁弹索力传感器励磁磁场工作点优化的依据,而目前又缺少相关报道。针对此问题,以铁磁材料磁弹效应理论为指导,提出钢缆索材料磁弹效应材料特性研究的实验方案;根据缆索材料式样设计线圈,搭建实验系统,最后针对钢缆索单丝材料完成其磁弹效应的材料特性实验;结果表明:钢缆索材料磁导率随外力增加而减小,在磁化饱和区以内,随着磁场的增加其磁弹效应越强,在磁化近饱和区,磁弹效应最明显,为磁弹索力传感器励磁磁场工作点的优化提供了依据。 展开更多

关键词 索力传感器 磁弹效应 钢缆索 材料特性 实验研究

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一种基于磁弹效应的索力传感器研制及应用 被引量：2

19

作者 徐赤 卜琰 +2 位作者 齐国华 包永强 张开逊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第S1期115-117,133,共4页

基于逆磁致伸缩效应的索力测量是一种无损、非接触的索力测量方法,可用于钢缆索的应力测定及状态监测。从磁致伸缩的基本原理出发,给出了套筒式索力传感器的理论模型,并利用万能拉力机完成了传感器的拉力实验。理论推导和拉力实验表明,... 基于逆磁致伸缩效应的索力测量是一种无损、非接触的索力测量方法,可用于钢缆索的应力测定及状态监测。从磁致伸缩的基本原理出发,给出了套筒式索力传感器的理论模型,并利用万能拉力机完成了传感器的拉力实验。理论推导和拉力实验表明,采用该类磁路结构的传感器实现索力测量是切实可行的,实际工程应用结果进一步表明了该传感器的有效性。 展开更多

关键词 磁弹效应 索力 传感器 研制

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基于磁电复合材料的索力传感器制备及性能试验 被引量：1

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作者 邵磊 冯志敏 胡海刚 《船舶工程》 北大核心 2015年第5期101-105,共5页

针对斜拉桥工程结构高精度、高灵敏、高稳定性的检测要求,设计制备了一种多层磁电复合材料的新型索力传感器。在磁致伸缩材料尺寸最优条件下,运用环氧树脂、银导电胶粘结技术和涂胶厚度控制技术,使Terfenol-D合金与PMN-PT压电晶体、两... 针对斜拉桥工程结构高精度、高灵敏、高稳定性的检测要求,设计制备了一种多层磁电复合材料的新型索力传感器。在磁致伸缩材料尺寸最优条件下,运用环氧树脂、银导电胶粘结技术和涂胶厚度控制技术,使Terfenol-D合金与PMN-PT压电晶体、两个电极片与压电晶体均匀粘结固化,制备成层状磁电复合材料。采用漏磁场小、抗干扰好的磁回路结构设计,通过有限元方法获得复合材料驱动磁场和偏置磁场的工作范围。并在拉力试验机上进行了传感器动态性能试验。研究表明,新型索力传感器精度提高1%,响应时间最大减少50%,适合于复杂多变环境下斜拉桥索力的精确可靠检测。 展开更多

关键词 索力传感器 磁弹效应 磁电复合材料 制备方法 试验分析

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