摘要：为了实现对电动舵机的电动缸输出轴压力的动态测量,该文设计并实现了一种基于磁弹效应的非接触式压力传感器,它包括传感器探头和信号处理电路两部分。该文首先从磁致伸缩的理论模型中分析并建立了传感器的测量原理,设计了传感器探头的结构。为优化激励源,通过实验研究分析了不同的激励源对传感器信号的影响,结果表明采用105 kHz、幅值为5 V的方波作为激励源时传感器输出信号最优,并以此设计了传感器信号电路。通过对传感器整体的压力标定实验得到传感器灵敏度为0.294 mV/N,重复性误差为3.53%,在运用三阶多项式拟合对传感器输入输出曲线进行校正后得到传感器的非线性误差为1.76%,适用于承压较大的电动缸输出轴及其他大重量设备的动态压力测量。

摘要：为了实现管道悬跨检测,并适应现场管道内检测器的快速移动状态以及对应力传感器阵列低功耗的要求,本文提出了一种弱交流磁化条件下基于磁弹效应的管壁应力检测方法。首先通过有限元仿真研究了管道悬跨的受力特性并确定了应力传感器部署方案。其次建立了阻抗法钢材应力测量模型,设计并制作了应力传感器,最后开展了实验验证。结果表明管道顶部和底部的轴向应力可以灵敏地表征管道悬跨状态;弹性应力变化范围为0~50 MPa时,传感器线圈阻抗与应力呈负线性单调关系,且灵敏度系数的线性拟合优度大于0.92;灵敏度随着激励频率增加而增加,当激励频率在30 kHz时,平均灵敏度系数为-0.018Ω/MPa;单个传感器功耗不超过0.1 mW。

摘要：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。

摘要：针对在役桥梁钢索的索力检测需求,基于磁弹效应检测机理,首先,设计了便携式脉冲磁弹索力检测仪器,其可输出0~600 V电压可调、电流峰值高达60 A的高能尖峰脉冲信号,实现了对不同直径钢索的充分磁化,仪器主要包括上位机(含软件)、具有反馈控制的脉冲磁弹仪下位机和基于多芯线缆的改进磁弹传感器;其次,对公称直径17.8 mm的七芯钢绞线进行加载和卸载索力检测实验,实现了钢绞线的饱和磁化,磁弹传感器绕制效率是传统方法的8倍,分析了传统索力表征参量与索力之间的线性相关性;最后,在此基础上,提出一种索力表征参量--饱和磁导率μs,其线性拟合优度大于95%,且灵敏度(0.05)高于传统参量。通过对索力表征误差分析,该参量相较于传统参量在索力表征方面显示出较低的预测误差(3.7%)和迟滞误差(±1.54%)。该研究提出的参量可为脉冲磁弹法检测索力提供新的表征方法。

摘要：本文介绍基于磁弹效应测试钢缆索索力的原理,提出双励磁双循环的磁路结构,用磁导法对其进行磁路分析,讨论了磁路的磁化方式、磁化强度的选取及具体结构设计。并以脉冲直流磁化方式,钢索最大磁导率对应的磁场强度作为励磁强度进行了实验分析。实验分析结果与理论一致,表明该磁路结构设计合理、工作可靠,重复性精度优于0.5%。

摘要：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%。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：针对目前磁弹性索力传感器的安装和维护特别困难,且受温度影响很大的缺点,在研究磁弹性索力传感器原理和温度影响机理的基础上,提出了差动式单旁路励磁磁路结构,进行了磁路分析,设计了相应的温度补偿电路,搭建实验系统,做了拉力试验.试验表明:传感器的结构是可行的,测量的重复性误差小于0.15%,满足实际测量需要.

摘要：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。