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光纤布拉格光栅电流传感的理论和实验研究 被引量:16
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作者 廖帮全 冯德军 +3 位作者 赵启大 周广 开桂云 董孝义 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1092-1095,共4页
对一种以磁致伸缩棒调谐光纤布拉格光栅为基础的新型电流传感器进行了理论和实验研究。将一个光纤布拉格光栅牢固地粘贴在一置于多层螺线管中心部分的磁致伸缩棒上 ,构成传感头。当通过螺线管的电流改变时 ,磁致伸缩材料在均匀磁场的作... 对一种以磁致伸缩棒调谐光纤布拉格光栅为基础的新型电流传感器进行了理论和实验研究。将一个光纤布拉格光栅牢固地粘贴在一置于多层螺线管中心部分的磁致伸缩棒上 ,构成传感头。当通过螺线管的电流改变时 ,磁致伸缩材料在均匀磁场的作用下产生沿纵向的应变并传递到光纤光栅上 ,从而导致光纤光栅的布拉格波长移动。外加电流和波长移动之间的关系是线性的 ,线性调谐的波长范围为 0 .9nm ,电流强度范围为 90 0mA ,灵敏度约为 10 0 0mA nm ,电流强度可精确到 10mA。 展开更多
关键词 实验研究 磁致伸缩材料 光纤布拉格光栅 螺线管 电流传感器
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磁致伸缩材料的非线性本构关系 被引量:18
2
作者 万永平 方岱宁 黄克智 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期749-757,共9页
给出了磁致伸缩材料的两个非线性本构关系,即标准平方型和双曲正切型.在确定一维问题的本构系数时,基于已有的实验结果,引进一个材料函数,用来描述磁致伸缩材料的压磁系数随预应力变化的关系.将非线性本构关系的理论模型计算结果... 给出了磁致伸缩材料的两个非线性本构关系,即标准平方型和双曲正切型.在确定一维问题的本构系数时,基于已有的实验结果,引进一个材料函数,用来描述磁致伸缩材料的压磁系数随预应力变化的关系.将非线性本构关系的理论模型计算结果与实验曲线对比,结果表明标准平方型本构关系在中低磁场下能精确地模拟实验曲线,而双曲正切型本构关系在高磁场时能反映材料的磁致应变饱和现象.讨论了标准平方型本构的一般三维情形,给出了确定本构系数的方法. 展开更多
关键词 磁致伸缩材料 非线性 本构关系
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磁致伸缩材料的特性及应用研究(Ⅱ) 被引量:12
3
作者 胡明哲 李强 +1 位作者 李银祥 张一玲 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-4,共4页
总结了磁致伸缩材料的发展及其在器件方面的应用 ,对该材料的各种性能作了阐述并与 Pb(Zr,Ti) O3(PZT)压电材料进行了比较。报道了武汉理工大学开展的超精微致动器和磁场光纤传感等方面的研究并对该材料今后的应用进行了展望。
关键词 超磁致伸缩材料 致动器 传感器
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磁致伸缩材料及其作动器设计 被引量:10
4
作者 欧阳光耀 施引 《海军工程大学学报》 CAS 1998年第1期46-50,共5页
对磁致伸缩材料的伸缩性能进行了测试.用磁致伸缩材料设计主动振动控制作动器,解决了作动器的发热问题,设计了偏磁场和可控的交变磁场及相应的电场.校验证明,所研制的作动器具有频响范围广、作用力大等优点.
关键词 主动控制 振动 磁致伸缩材料 作动器
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实用的在线光纤电流传感器 被引量:3
5
作者 陈冠三 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2001年第3期4-5,共2页
提出了一种由磁致伸缩材料管和光纤光栅构成的新型光纤光栅电流传感器。实验结果表明该传感器有良好的线性响应 ,并且不受磁滞效应的影响。波长漂移对线电流的灵敏度为 0 .0 0 0
关键词 光纤电流传感器 磁致伸缩材料 光纤光栅
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高精度非圆截面加工机构设计及其控制方法研究 被引量:9
6
作者 吕福在 项占琴 +1 位作者 戚宗军 程耀东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2000年第5期765-766,769,共3页
研究了稀土超磁致伸缩材料 (Tb0 .2 7Dy0 .73) Fe1 .9(商品名称为 Tfernol- D)用于高精度非圆截面加工的微进给机构的设计方法及控制系统设计 ,控制系统传递函数和动态响应特性 ;研究了采用计算机进行等速率双拍样校正的控制方法 ,并利... 研究了稀土超磁致伸缩材料 (Tb0 .2 7Dy0 .73) Fe1 .9(商品名称为 Tfernol- D)用于高精度非圆截面加工的微进给机构的设计方法及控制系统设计 ,控制系统传递函数和动态响应特性 ;研究了采用计算机进行等速率双拍样校正的控制方法 ,并利用计算机闭环控制系统进行了发动机活塞非圆内孔镗削的跟踪模拟实验。 展开更多
关键词 非圆截面加工 超磁致伸缩材料 微进给机构 控制
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磁致伸缩/压电叠层复合材料磁-机-电耦合系数分析 被引量:8
7
作者 卞雷祥 文玉梅 李平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期4205-4213,共9页
分析和推导了磁致伸缩/压电叠层复合材料的机-电耦合系数、磁-机耦合系数及磁-电耦合系数与磁致伸缩层和压电层性能参数及几何参数之间的关系.进一步分析表明,叠层复合材料低频时的磁电电压系数正比于磁-电耦合系数,谐振时的磁电电压系... 分析和推导了磁致伸缩/压电叠层复合材料的机-电耦合系数、磁-机耦合系数及磁-电耦合系数与磁致伸缩层和压电层性能参数及几何参数之间的关系.进一步分析表明,叠层复合材料低频时的磁电电压系数正比于磁-电耦合系数,谐振时的磁电电压系数正比于磁-电耦合系数与机械品质因素的乘积;磁电电压系数还与复合结构的本征阻抗有关,本征阻抗越大磁电电压系数越大.通过性能差异较大的Terfenol-D和FeNi基弹性合金分别与压电材料PZT5-H和PZT8相互组合构成复合材料的比较分析,进一步阐明了磁电复合材料磁-电耦合系数和机械品质因素在磁电转换中的作用及其物理意义.制备了Terfenol-D/PZT5-H和FeNi基弹性合金/PZT8叠层复合材料样品进行实验,理论分析能够较好的解释实验结果. 展开更多
关键词 磁电效应 磁-机-电耦合系数 磁致伸缩材料 压电材料
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磁致伸缩效应原理及在工业测量中的应用 被引量:10
8
作者 冯红亮 杨志红 扈晓斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第B11期344-346,371,共4页
简述了材料的磁致伸缩效应及逆效应原理,详细介绍了磁致伸缩纵向效应(焦耳效应)、扭转效应(维德曼效应)的工程应用及常用的磁致伸缩材料,重点介绍了这两种效应在工业测量领域中(如液位测量、固体材料的弹性模量测量、液体密度、黏度测量... 简述了材料的磁致伸缩效应及逆效应原理,详细介绍了磁致伸缩纵向效应(焦耳效应)、扭转效应(维德曼效应)的工程应用及常用的磁致伸缩材料,重点介绍了这两种效应在工业测量领域中(如液位测量、固体材料的弹性模量测量、液体密度、黏度测量等)的应用。 展开更多
关键词 磁致伸缩效应 磁致伸缩材料 液位测量 弹性模量测量
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智能磁性材料及其应用 被引量:5
9
作者 余声明 《磁性材料及器件》 CAS CSCD 2004年第5期1-4,35,共5页
阐述了智能材料的基本概念,介绍了三种具有智能功能的磁性材料——磁性液体、磁流变液和稀土超磁致伸缩材料及其应用。
关键词 智能材料 磁性液体 磁流变液 磁致伸缩材料 应用
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立方结构Fe基磁性材料弹性系数第一性原理计算 被引量:11
10
作者 郑蕾 蒋成保 +2 位作者 尚家香 朱小溪 徐惠彬 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期1532-1537,共6页
通过赝势平面波法(CASTEP)及全电势线性缀加平面波法(FLAPW),以bcc_Fe为对象,研究第一性原理计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数的方法,分析影响计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数准确度的各项因素.结果表明,在第一性原理弹性系数计算中... 通过赝势平面波法(CASTEP)及全电势线性缀加平面波法(FLAPW),以bcc_Fe为对象,研究第一性原理计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数的方法,分析影响计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数准确度的各项因素.结果表明,在第一性原理弹性系数计算中,晶格常数是决定弹性系数计算准确度的关键因素;势函数的选择也会影响计算准确度.使用全电势基矢的FLAPW法可以得到更为精准的弹性系数计算结果.计算得到bcc_Fe的弹性系数C11,C12,C44分别为246GPa,121GPa,113GPa,与实验值基本一致.利用本方法,计算了新型Fe_Ga磁致伸缩材料的弹性系数C11,C12,C44分别为207GPa,166GPa及108GPa. 展开更多
关键词 弹性系数 磁致伸缩材料 赝势平面波法 全电势线性缀加平面波法
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磁致伸缩作动器的设计与性能分析 被引量:7
11
作者 张磊 束立红 +2 位作者 何琳 刘永光 付永领 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2006年第4期75-79,共5页
在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了一种微位移作动器.通过有限元分析,对作动器的结构进行优化,得到均匀的偏置磁场和激励磁场;设计了预压力加载结构和强制冷却结构.对该作动器的动、静态性能进行了测试,结果表明:作动器基本上工... 在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了一种微位移作动器.通过有限元分析,对作动器的结构进行优化,得到均匀的偏置磁场和激励磁场;设计了预压力加载结构和强制冷却结构.对该作动器的动、静态性能进行了测试,结果表明:作动器基本上工作在线性区域内,其位移伸缩量大,低频动态性能较好,高频谐波分量影响较小,相位延迟较小,同时也证明了对作动器的磁场分析和结构优化是正确的. 展开更多
关键词 作动器 磁致伸缩材料 有限元分析
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高Q值超低功耗谐振式磁传感器的设计与实现 被引量:8
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作者 黄子军 卞雷祥 +4 位作者 李辉 彭伟民 张闯 文玉梅 李平 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期1-7,共7页
针对现有谐振式磁传感器原理不能同时实现高品质因数(Q)和低功耗的缺点,利用双端固定石英音叉谐振器与铁镓磁致伸缩合金片复合,设计了一种隔离磁机阻尼的高Q值、数字频率输出的超低功耗谐振式磁传感器。利用音叉谐振器结构的解耦特性,... 针对现有谐振式磁传感器原理不能同时实现高品质因数(Q)和低功耗的缺点,利用双端固定石英音叉谐振器与铁镓磁致伸缩合金片复合,设计了一种隔离磁机阻尼的高Q值、数字频率输出的超低功耗谐振式磁传感器。利用音叉谐振器结构的解耦特性,设计应力耦合传递结构,隔离了磁致伸缩材料磁机阻尼,从而保证复合传感器Q值与音叉谐振器Q值相当。在磁场作用下,磁致伸缩力传递到音叉谐振器,由于音叉力敏感特性,实现磁-力-频率转换。制备了铁镓合金/石英音叉谐振器复合敏感结构,测试表明,在低气压封装条件下的品质因数约为16 764,门振荡电路功耗约为124.8μW,在线性区灵敏度为3.05 Hz/Oe,分辨率为6 mOe。 展开更多
关键词 谐振式磁传感器 石英音叉谐振器 磁致伸缩材料 高品质因数
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磁致伸缩主被动隔振装置中的磁机耦合效应研究 被引量:8
13
作者 牛牧青 杨斌堂 +2 位作者 杨诣坤 孟光 陈立群 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期324-332,共9页
磁致伸缩材料和柔顺位移放大机构组成的主动驱动装置具有精度高、驱动力大等特点.将其与被动隔振装置并联,形成主被动隔振装置,可以弥补纯被动隔振在低频和微幅扰动工况下的不足.本文针对这类磁致伸缩主被动隔振装置进行磁机耦合效应研... 磁致伸缩材料和柔顺位移放大机构组成的主动驱动装置具有精度高、驱动力大等特点.将其与被动隔振装置并联,形成主被动隔振装置,可以弥补纯被动隔振在低频和微幅扰动工况下的不足.本文针对这类磁致伸缩主被动隔振装置进行磁机耦合效应研究.基于Jiles-Atherton模型,分析了磁致伸缩材料所受应力对有效磁场、磁化强度、磁致伸缩系数和材料杨氏模量的影响,表征了材料磁机耦合效应.在此基础上,建立了主被动隔振装置的动力学模型,分析了主动驱动装置与被动隔振装置间的耦合作用.在耦合作用影响下,若被动隔振装置刚度不同,即使输入磁场相同,驱动器产生的驱动位移和驱动力也不相同.磁致伸缩材料的变刚度效应使隔振装置整体等效刚度不再为定值,从而影响被动隔振效果.本文提出了通过柔顺机构参数设计减小前述两种耦合影响的方法.数值仿真结果表明,磁致伸缩主被动隔振装置在低于、接近和高于谐振频率三类扰动下,都能达到比被动隔振更好的振动抑制效果.此外,仿真结果验证了考虑磁机耦合效应的数值模型具有更高精度. 展开更多
关键词 隔振 磁致伸缩材料 磁机耦合 变刚度效应
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磁特性测试系统的优化与两种磁性材料的对比 被引量:8
14
作者 李波 李鹏辉 +2 位作者 舒亮 李传 陈定方 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2016年第3期129-133,共5页
设计了一种磁特性测试系统,研究了两种磁致伸缩材料(Galfenol、Terfenol-D)的磁特性。采用有限元方法对测试系统中的磁路进行了优化设计,优化后材料内部磁感应强度提高了33.4%,同时克服了材料内部磁化方向在局部发生交变的现象。为研究... 设计了一种磁特性测试系统,研究了两种磁致伸缩材料(Galfenol、Terfenol-D)的磁特性。采用有限元方法对测试系统中的磁路进行了优化设计,优化后材料内部磁感应强度提高了33.4%,同时克服了材料内部磁化方向在局部发生交变的现象。为研究偏置应力对于材料特性的影响,设计了一种偏置应力连续可调的磁特性测试装置,通过实验得到不同偏置应力下两种磁致伸缩材料磁化强度、磁致伸缩应变与外加磁场以及偏置应力之间的关系。通过对比分析发现,两种材料磁特性存在较大的差异。Terfenol-D较Galfenol驱动能力更强,但是其磁滞非线性比Galfenol更加明显。 展开更多
关键词 磁特性 磁致伸缩材料 磁路设计 有限元法
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基于Terfenol-D材料和光纤光栅法布里珀罗腔的磁场传感器(英文) 被引量:7
15
作者 马瑞 张文涛 +2 位作者 王兆刚 黄稳柱 李芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期194-200,共7页
基于Terfenol-D磁致伸缩材料和光纤光栅法布里珀罗腔,提出了一种用于微弱静态磁场测量的光纤磁场传感器.为了提高传感器的分辨率,采用钕铁硼永磁体提供偏置磁场,同时,采用Monel-400合金与光纤光栅法布里珀罗腔耦合的方式,作为参考元件,... 基于Terfenol-D磁致伸缩材料和光纤光栅法布里珀罗腔,提出了一种用于微弱静态磁场测量的光纤磁场传感器.为了提高传感器的分辨率,采用钕铁硼永磁体提供偏置磁场,同时,采用Monel-400合金与光纤光栅法布里珀罗腔耦合的方式,作为参考元件,对传感器进行温度补偿.实验测得传感器的磁场灵敏度为1.7×10^(-3) pm/μT,磁场分辨率为3.0μT。实验结果表明,本传感器对于静态磁场响应具有良好的线性度和指向性,可用于微弱磁场测量. 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤布喇格光栅 光纤光栅法布里珀罗腔 磁致伸缩材料 磁场 温度
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用于检测压力与刚度的柔性磁致伸缩触觉传感器阵列 被引量:7
16
作者 翁玲 高绍阳 +2 位作者 王博文 黄文美 孙英 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期110-120,共11页
触觉信息的采集是智能机械手获取物体物理性质的重要途径,该信息能够指导机械手进一步精确抓取。基于逆磁致伸缩效应与仿生结构开发了一种新型柔性磁致伸缩触觉传感器阵列,通过采集多个触点的接触应力获得物体的刚度信息。该传感器阵列... 触觉信息的采集是智能机械手获取物体物理性质的重要途径,该信息能够指导机械手进一步精确抓取。基于逆磁致伸缩效应与仿生结构开发了一种新型柔性磁致伸缩触觉传感器阵列,通过采集多个触点的接触应力获得物体的刚度信息。该传感器阵列由6个传感单元封装而成。传感单元主要由铁镓合金、永磁体和霍尔传感器组成。推导了传感单元的接触应力模型与刚度测量模型。实验探究了传感单元的静态和动态力传感性能,在0~3 N的应力下灵敏度为23.86 mV/N,最大输出电压为71.58 mV。将6个传感单元集成到柔性印刷电路板中,形成2×3柔性磁致伸缩传感器阵列,并装载至可控轨迹机械手上。在抓取过程中通过分析传感器阵列的输出电压得到物体刚度,从而指导机械手实现精确抓取。 展开更多
关键词 磁致伸缩材料 触觉传感器 柔性 刚度测量 机械手
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光纤布喇格光栅电流传感器研究(英文) 被引量:3
17
作者 冯德军 开桂云 +1 位作者 赵启大 董孝义 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期241-243,共3页
本文实现了一种基于磁致伸缩棒在均匀磁场中的伸缩效应的光纤布喇格光栅电流传感器 .把光纤布喇格光栅牢固地沿纵向粘贴在一个置于多层漆包线绕成的螺线管中间的磁棒上 ,磁棒在螺线管中间部分的匀强磁场中随漆包线中电流的增加而沿纵向... 本文实现了一种基于磁致伸缩棒在均匀磁场中的伸缩效应的光纤布喇格光栅电流传感器 .把光纤布喇格光栅牢固地沿纵向粘贴在一个置于多层漆包线绕成的螺线管中间的磁棒上 ,磁棒在螺线管中间部分的匀强磁场中随漆包线中电流的增加而沿纵向伸长 ,从而带动光栅在应变的作用下改变波长 .实验测得电流跟波长变化基本上成线性关系 ,波长的改变范围约 0 .9nm,其灵敏度约为 0 .0 0 1nm/ m 展开更多
关键词 磁致伸缩材料 光纤布喇格光栅 螺线管 电流传感器
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磁致伸缩超声导波管道检测传感器研究进展 被引量:5
18
作者 汤槟晖 王悦民 +2 位作者 陈昂 邱增城 许鉴鉴 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第3期12-17,22,共7页
超声导波无损检测技术因其使用频率低、传播距离远和信号衰减小等特点,可以实现高效率、非接触、长距离和大范围的管道缺陷检测,受到国内外学者的广泛青睐与关注。在介绍磁致伸缩物理特性和磁致伸缩超声导波传感器检测原理的基础上,从... 超声导波无损检测技术因其使用频率低、传播距离远和信号衰减小等特点,可以实现高效率、非接触、长距离和大范围的管道缺陷检测,受到国内外学者的广泛青睐与关注。在介绍磁致伸缩物理特性和磁致伸缩超声导波传感器检测原理的基础上,从制作超声导波传感器的磁致伸缩材料和传感器的结构设计与优化两方面,综述了磁致伸缩超声导波传感器的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 超声导波检测 磁致伸缩传感器 磁致伸缩材料
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用Terfenol-D驱动的凹筒型换能器 被引量:5
19
作者 蔡志恂 高毅品 +1 位作者 申扣喜 张余丰 《声学技术》 CSCD 2003年第3期150-152,共3页
文章介绍了自行研制的用稀土超磁致伸缩材料作为激励器的凹筒型换能器。这是一种新型弯张式发射换能器,具有频率低、功率大、尺寸小等可贵特性。采用Terfenol-D棒径向开槽结构可有效降低材料中的涡流损耗;采用钐钴稀土磁钢提供永久型偏... 文章介绍了自行研制的用稀土超磁致伸缩材料作为激励器的凹筒型换能器。这是一种新型弯张式发射换能器,具有频率低、功率大、尺寸小等可贵特性。采用Terfenol-D棒径向开槽结构可有效降低材料中的涡流损耗;采用钐钴稀土磁钢提供永久型偏置磁场,从而避免了常用的直流偏磁结构中因激励线圈过热损害而带来的不可靠因素;采用特殊工艺措施保证6根应力螺杆上施加足够且均匀的应力。研制的换能器最大外型尺寸为Φ130mm×250mm,谐振频率为990Hz,发射电流响应级为170dB(0dB=1μPa·m/A),声源级为190dB(0dB=1μPa at 1m)。在1kHz附近谐振点的等效电阻为13.6Ω。 展开更多
关键词 稀土超磁致伸缩材料铽镝铁合金 凹筒型换能器 TERFENOL-D 弯张式发射换能器 结构特点
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基于马赫-曾德干涉仪的光纤电流互感器研究 被引量:6
20
作者 徐元哲 孙瑞丽 潘文明 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第13期71-73,78,共4页
为进一步促进光学电流互感器(OCT)在电力系统中应用,将光纤传感技术与磁致伸缩材料相结合,提出了一种新型的OCT的设计方法。将干涉仪的两个臂分别沿平行于磁场方向和垂置与磁场方向回环粘贴在正方形磁致伸缩材料的两个表面上,确保光纤... 为进一步促进光学电流互感器(OCT)在电力系统中应用,将光纤传感技术与磁致伸缩材料相结合,提出了一种新型的OCT的设计方法。将干涉仪的两个臂分别沿平行于磁场方向和垂置与磁场方向回环粘贴在正方形磁致伸缩材料的两个表面上,确保光纤均匀、对称分布,上下表面上光纤正交排列、匝数相同,形成双臂对称型的马赫-曾德干涉仪,得到了一定的温度补偿,消除了磁致伸缩材料热膨胀带来的测量影响,测量误差为0.65%,表明了该结构能达到温度补偿的效果,在一定程度上解决了阻碍OCT实用化进程的测量温漂问题。 展开更多
关键词 光纤电流互感器 马赫-曾德干涉仪 磁致伸缩材料 偏置磁场 温度补偿
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