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《太原理工大学》 2007年
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磁致伸缩直线位移传感器的机理研究与应用

姚世选  
【摘要】: 磁致伸缩直线位移传感器是一种通过检测弹性波激励和接收之间的时间差,得出被测点和接收点之间距离的传感器。在该种传感器系统中,由于永久磁铁磁场和激励磁场的叠加作用,在磁致伸缩线中会产生冲击荷载,由此引起的弹性波将向线的两端传播;弹性波的传播使磁致伸缩线局部变形,在逆磁致伸缩效应的作用下,磁畴偏转将导致检测线圈的输出信号发生变化。本研究通过电磁学、力学等领域的有关计算,构建了该种传感器中弹性波产生、传播和检测的数学模型,采用数学方法描述了电磁能向机械能转换的过程、机械能在传感器细长磁致伸缩线中的传播过程以及机械能向电磁能转换最终形成电信号的过程。 论文第二章从磁致伸缩直线位移传感器的基本工作原理出发,分析了该种传感器中所使用的材料Ni-Span-C的磁致伸缩性能和材料特点,探讨了磁致伸缩线中磁畴的磁化问题。研究中进行了相关实验,分析了永久磁铁的空间磁场分布以及永久磁铁和磁致伸缩线的位置关系,研究了在不同强度的外磁场作用下,磁致伸缩线的磁畴发生偏转变化的特点,剖析了磁致伸缩直线位移传感器系统中的电磁现象和特点。 论文第三章从驱动脉冲电流产生的周向磁场和永久磁铁磁场的叠加效果之角度,结合磁畴的偏转特点,研究并解明了磁致伸缩直线位移传感器中感应波的产生机理。本研究从磁致伸缩线质点所受荷载的角度,结合弹性动力学的理论,解明了磁致伸缩直线位移传感器中弹性波的产生机理,分析了扭转波的特点;在实验研究中验证了驱动脉冲电流产生的弹性波是上升沿激励的弹性波和下降沿激励的弹性波的合成效果。本研究分析了磁致伸缩线弹性波产生的局部磁场力问题,建立了合扭矩数学模型。根据该种传感器的弹性波传播机理,用数学方法分析和计算了弹性波检测的换能问题。从能量守恒的角度分析了在外磁场影响磁致伸缩线的环境下弹性波信号波形出现不同幅值的问题。结合理论模型,分析了不同激励方式下的弹性波的相位关系。建立了磁致伸缩直线位移传感器驱动脉冲电路设计方案,结合弹性波产生的条件,根据实验数据确定了驱动脉冲电流的参数。 论文第四章基于对磁致伸缩直线位移传感器的机理研究,构建了该种传感器的精度测试平台,对传感器系统进行了测试与精度分析,并对国内外生产的部分磁致伸缩线进行了感应波和弹性波的性能测试,给出了分析结果。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP212

【引证文献】
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1 陶若杰;赵辉;刘伟文;张永杰;冯建;;双丝差动型磁致伸缩位移传感器结构设计[J];传感技术学报;2010年06期
2 王峥;常晓明;脇若弘之;;长线磁致伸缩位移传感器的磁极化强度模型[J];传感技术学报;2010年08期
3 冯建;赵辉;刘伟文;张永杰;陶若杰;;磁致伸缩位移传感器电路系统的设计[J];电子测量技术;2010年01期
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1 常晓明;王峥;脇若弘之;;长线磁致伸缩位移传感器激励磁场的仿真研究[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
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1 王峥;磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究[D];太原理工大学;2011年
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1 张岚;磁致伸缩液位传感器的设计及优化[D];南京理工大学;2011年
2 周泉;基于磁致伸缩液位变送器的设计与实现[D];华东理工大学;2012年
3 高涛;磁致伸缩位移传感器信号调理及多接口功能实现[D];南京理工大学;2012年
4 淮文博;油罐液位测量方法研究[D];西安理工大学;2009年
【参考文献】
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1 任波,陈祥光,姜波,余向明,张晓钟;磁致伸缩液位传感器机理研究[J];传感器技术;2003年01期
2 江小霞,钟荣龙,卢长耿;磁致伸缩位移传感器的应用[J];传感器技术;2003年01期
3 文西芹,宁晓明,张永忠,刘成文;磁致伸缩传感器技术应用的发展[J];传感器技术;2003年02期
4 杨朝虹,杨竞,李焕,付春林;磁致伸缩液位传感器的应用与发展[J];矿冶;2004年04期
5 杨维明,李福刚;磁机械效应材料在交变磁场中磁畴的振动方程[J];沈阳工业学院学报;1996年01期
6 杨维明,冯富龙;磁机械效应超声扭转振动方程[J];沈阳工业大学学报;1997年03期
7 杨维明,王占元,肇颖;磁机械效应超声扭转波导方程分析[J];沈阳工业大学学报;1998年03期
8 任开春,涂亚庆;磁致伸缩液位仪介质密度变化对测量精度的影响[J];仪表技术与传感器;2002年01期
9 黄卉,肖定国,理华,郑军;磁致伸缩式扭转超声波位移传感器的研究与设计[J];仪表技术与传感器;2002年06期
10 向先波,徐国华;基于单片机的磁致伸缩位移传感器数字化处理系统研究[J];仪表技术与传感器;2003年02期
【共引文献】
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1 俞卫东;;行车大梁变形测量及修复方法探讨[J];四川有色金属;2006年04期
2 李辉;用计算机模拟桩─土体系振动试验研究[J];四川建筑科学研究;1994年04期
3 严云;江毅;Christopher K.Y.Leung;;用光纤光栅测量混凝土中钢筋的腐蚀——第一部分:基本原理与加速试验的结果[J];四川建筑科学研究;2005年06期
4 陈林之;李章政;;侧向荷载下剪力墙问题的解析解[J];四川建筑科学研究;2006年03期
5 郭相坤;王晓玲;顾欢;郭亦欣;邹立壮;;基于MATLAB的聚合物改性水泥砂浆的线性回归研究[J];四川建筑科学研究;2008年02期
6 管品武;唐国斌;王利平;孟会英;禹雷;;正交异性板法分析现浇混凝土空心楼盖[J];四川建筑科学研究;2008年06期
7 王威;王社良;苏三庆;;土木结构应用SMA进行振动控制存在的难点问题[J];四川建筑科学研究;2009年03期
8 王梦瑜;;超细六角铁酸钡的分散与磁场下成型研究[J];合肥师范学院学报;2011年03期
9 邓亚超;陈彪;;模糊神经网络在火灾探测系统中的应用[J];安防科技;2012年03期
10 周小丽;毕红;;磁性Fe_3O_4纳米微粒的水热合成及表征[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
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1 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 王光钦;;关于弹性力学课程体系和内容的几点思考[A];海峡两岸力学教学—教学经验与教学改革交流会论文集[C];2002年
3 李利;智浩;李同进;于海蓉;龚奎成;;风洞柔壁喷管中柔板的数值计算[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
4 路国运;杨嘉陵;;碳环氧复合材料动态力行性能的试验研究[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
5 张雨烨;阎石;马宁;;基于Preisach理论形状记忆合金电阻-应变滞回模型[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
6 李宏亮;邵晓华;杨勇;;变速旋转柔性圆板的纵横振动与刚弹耦合分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 马宏伟;王德禹;杨桂通;;圆柱形薄壳冲击扭转屈曲的实验研究[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
8 袁惠群;孙华刚;潘冬花;杨李色;;具有磁滞回非线性特性的超磁致伸缩换能器响应分析[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
9 高轩能;江媛;王书鹏;;冲击荷载下建筑玻璃的安全区间研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
10 武瑛;王建军;;弹性梁弯曲时平面假设的验证[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
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1 王永军;含形状记忆合金复合结构振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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5 姚锦宝;考虑土—结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究[D];北京交通大学;2010年
6 王飞;亚微米分子筛催化乙醇脱水制乙烯:失活、再生及动力学[D];华东理工大学;2011年
7 郑华升;树脂基碳纤维智能层的功能特性及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
8 郑人华;新型含邻菲罗啉聚合物及其金属配合物的设计合成与磁性能研究[D];浙江大学;2010年
9 吴连斌;有机硅/噻唑金属配合物的设计合成与磁性能研究[D];浙江大学;2010年
10 王峥;磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究[D];太原理工大学;2011年
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1 宋盼;地下磁导航系统的磁源设计[D];南昌航空大学;2010年
2 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
3 张亚坤;偏置荷载下FRP筋砼双向板冲切性能研究[D];郑州大学;2010年
4 张美政;复合结构柔性反底拱应用于软岩峒室稳定性控制研究[D];山东农业大学;2010年
5 吴淼男;双相介质中导波问题研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘振虎;基于湿模态法的舷侧外伸结构砰击响应[D];大连理工大学;2010年
7 王健;智能天线的DOA估计技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 陈千;高家梁煤矿巷道加固与数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 彭俊文;旧水泥混凝土路面板角脱空状况的评定[D];长沙理工大学;2010年
10 李曙恒;X/Graphene(X=H,Fe,Co)体系的磁性和电子性质[D];湘潭大学;2009年
【同被引文献】
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1 李国平,陈子辰;超磁致伸缩驱动器输出特性的实验研究[J];兵工学报;2005年01期
2 沈立华;王悦民;范春利;孙丰瑞;;纵向导波磁致伸缩传感器信号检测的实验研究[J];传感技术学报;2007年09期
3 颜庆伟;赵玉龙;蒋庄德;;磁致伸缩液位传感器的电路设计及性能分析[J];传感技术学报;2008年05期
4 任吉林;刁海波;唐继红;俞佳;宋凯;;涡流传感器提离效应的ANSYS模拟[J];传感技术学报;2008年06期
5 王峥;常晓明;脇若弘之;;长线磁致伸缩位移传感器的磁极化强度模型[J];传感技术学报;2010年08期
6 鲍芳,李继容,王春茹;磁致伸缩器件及其应用研究[J];传感器技术;2001年08期
7 任波,陈祥光,姜波,余向明,张晓钟;磁致伸缩液位传感器机理研究[J];传感器技术;2003年01期
8 江小霞,钟荣龙,卢长耿;磁致伸缩位移传感器的应用[J];传感器技术;2003年01期
9 何云峰,王昌明,孔德仁;线圈靶动态特性分析与补偿[J];传感器技术;2005年01期
10 樊长在;杨庆新;闫荣格;杨文荣;刘福贵;;超磁致伸缩力传感器的模型研究[J];传感器与微系统;2007年03期
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1 杨兴;磁场与位移感知型超磁致伸缩微位移执行器及其相关技术研究[D];大连理工大学;2002年
2 李一博;磁致伸缩多参数罐储自动计量系统关键技术研究[D];天津大学;2004年
3 冯雪;铁磁材料本构关系的理论和实验研究[D];清华大学;2002年
4 唐志峰;超磁致伸缩执行器的基础理论与实验研究[D];浙江大学;2005年
5 孙乐;超磁致伸缩材料的本构理论研究[D];兰州大学;2007年
6 周浩淼;铁磁材料非线性磁弹性耦合理论及其在超磁致伸缩智能材料中的应用[D];兰州大学;2007年
7 徐世峰;新型Fe-Ga磁致伸缩合金物性研究[D];吉林大学;2008年
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1 高飞;基于嵌入式Web技术的动态应变仪研究与实现[D];南京理工大学;2011年
2 张岚;磁致伸缩液位传感器的设计及优化[D];南京理工大学;2011年
3 刘楚辉;基于超磁致伸缩材料的微位移致动器设计与研究[D];浙江大学;2004年
4 柴婷婷;基于DSP的磁致伸缩液位传感器的设计与实现[D];太原理工大学;2006年
5 闫瑞杰;磁致伸缩液位传感器机理及检测信号不确定性的实验分析研究[D];太原理工大学;2006年
6 杨玉玲;基于磁致伸缩液位传感器的船舶液位/容积精确监控系统[D];上海海事大学;2006年
7 刘涛;基于磁致伸缩的燃油测量系统的研究[D];天津大学;2006年
8 王宏;磁致伸缩材料及其位移传感器研制[D];重庆大学;2007年
9 赵灿;基于磁致伸缩技术的飞机燃油测量系统研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 周辉;点对多点式无线医疗刺激器系统的研制[D];中国海洋大学;2007年
【二级引证文献】
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1 郝建华;郑全普;胡然;丁丹;;基于GMI效应的磁传感器研究与发展现状[J];国外电子测量技术;2011年04期
2 代前国;周新志;;大位移磁致伸缩传感器的弹性波建模与分析[J];传感技术学报;2013年02期
3 史小春;钱华;戴海夏;李英杰;黄海英;景盛翱;李智玮;程养学;;我国油站量油技术与油气排放浅析[J];环境监测管理与技术;2011年05期
4 李小鹏;荣凯;许楠;刘伟;张中远;田库;苗胜;;超磁致伸缩作动器的磁路设计[J];天津职业技术师范大学学报;2011年01期
5 解伟男;奚伯齐;梁慧敏;;非晶材料磁传感器噪声分析[J];仪器仪表学报;2012年11期
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1 王峥;磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究[D];太原理工大学;2011年
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1 周泉;基于磁致伸缩液位变送器的设计与实现[D];华东理工大学;2012年
2 吴蕊;磁致伸缩位移传感器[D];南京理工大学;2012年
3 高涛;磁致伸缩位移传感器信号调理及多接口功能实现[D];南京理工大学;2012年
【二级参考文献】
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1 鲍芳,李继容,王春茹;磁致伸缩器件及其应用研究[J];传感器技术;2001年08期
2 任波,陈祥光,姜波,余向明,张晓钟;磁致伸缩液位传感器机理研究[J];传感器技术;2003年01期
3 JesseRussell,李宝琨;磁致伸缩位移传感器的技术与创新[J];传感器世界;1997年11期
4 胡明哲,李强,李银祥,张一玲;磁致伸缩材料的特性及应用研究(Ⅰ)[J];稀有金属材料与工程;2000年06期
5 郑金吾,王子平,朱利民;导波雷达──液位测量技术的新发展[J];石油化工自动化;2001年01期
6 杨万国,贾延刚;多种液位仪表的应用对比[J];石油工程建设;2004年01期
7 杨维明;超声波导位移传感器的研究[J];沈阳工业大学学报;1991年03期
8 杨维明,冯富龙;磁机械效应超声扭转振动方程[J];沈阳工业大学学报;1997年03期
9 赵芳,姜波,余向明,张晓钟;磁致伸缩效应在高精度液位测量中的应用研究[J];仪表技术与传感器;2003年08期
10 任开春,涂亚庆;大罐液位仪的现状和发展趋势[J];自动化与仪器仪表;2002年04期
【相似文献】
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1 姜若愚,范丰仙;利用弹性波进行检测的传感器的原理及应用[J];株洲工学院学报;1995年02期
2 尹昭泰;;电容法测量磁性材料的磁致伸缩系数[J];物理实验;1990年03期
3 孙秦明,朱援祥;建基面弹性波检测数据处理系统的研制[J];武汉水利电力大学学报;1996年06期
4 林丽莎;章勇;;迈克耳逊干涉法测量非晶FeSiB的磁致伸缩[J];华侨大学学报(自然科学版);1993年03期
5 高静;高学绪;兰银辉;;用非接触式电涡流传感器测量磁致伸缩系数[J];磁性材料及器件;2007年03期
6 骆英;刘红光;赵国旗;顾建祖;;表面弹性波OPCM传感器的标定(英文)[J];光学精密工程;2008年12期
7 魏刚;辛继红;;弯曲变形内力图绘制方法[J];科技传播;2010年Z1期
8 侯俊勇;磁致伸缩系数的智能化测量系统设计[J];电气电子教学学报;2001年02期
9 郑宏兴,黄文武,谢洪波,郁道银,陈晓东;弹性波时域仿真的两个问题[J];天津大学学报;2005年04期
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1 刘金霞;崔志文;王克协;;Maxwell流体饱和双相介质中的弹性波[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
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3 蔡伟;刘朝晖;;屋面女儿墙对主体结构的影响[A];土木建筑学术文库(第8卷)[C];2007年
4 李振春;张慧;马庆珍;;基于GPU的弹性波有限差分数值模拟[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
5 董良国;马在田;曹景忠;;交错网格高阶差分法弹性波模拟[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
6 李丽;陶果;戴世坤;;弹性波对多孔介质电导率的瞬态影响[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
7 曾新吾;张光莹;;几何界面对弹性波在各向异性介质中传播特性的影响[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 周星栋;常军;许金泉;;表面波测定薄膜涂层材料的界面Griffith裂纹[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
9 陈伟球;郭永强;王惠明;邵剑文;;各向异性板中的导波[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
10 谢根全;崔翠微;;电-磁-弹功能梯度层合壳中波的弥散特性[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
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1 本报记者 钟和;“大龄”路桥何时根治荷载痼疾[N];中华建筑报;2009年
2 武汉科技学院纺织服装学院 林子务;故障的仪器诊断[N];中国纺织报;2005年
3 徐仕贵;十五冶生产大型桥梁板 荷载性能优于国家规范标准[N];中国有色金属报;2010年
4 左庆玲;解决环境微振 切中当前急需[N];科技日报;2003年
5 刘琳;鸣沙现象形成原理[N];中国矿业报;2011年
6 记者 吴丹 李洁心 梁晓明;四川大件公路将升级至单体荷载1000吨[N];中国交通报;2010年
7 陈超;未雨先绸缪[N];科技日报;2005年
8 孙建平;CT技术在地灾勘查中的应用[N];中国矿业报;2004年
9 本报记者 李金金;上海高楼倾倒:科学不是儿戏[N];北京科技报;2009年
10 王中义;物化探在秦陵考古中显示神威[N];中国矿业报;2004年
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1 姚世选;磁致伸缩直线位移传感器的机理研究与应用[D];太原理工大学;2007年
2 张再云;弹性波在不同介质中的传播及其稳定性分析[D];中南大学;2011年
3 周浩淼;铁磁材料非线性磁弹性耦合理论及其在超磁致伸缩智能材料中的应用[D];兰州大学;2007年
4 朱德兵;超浅层弹性波波振二相拟模态试验分析理论研究[D];中南大学;2002年
5 刘扬;混凝土斜拉桥施工期的时变可靠性研究[D];湖南大学;2005年
6 李新刚;功能梯度材料运动裂纹及弹性波作用下的断裂行为研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 张光莹;含分布裂缝岩石的弹性本构及波传播特性研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
8 董旭峰;树脂基磁致伸缩复合材料及其智能阻尼器[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 冯领香;断层场地对弹性波的散射[D];天津大学;2009年
10 冯仰德;单侧接触埋置结构与波的动力相互作用[D];北方交通大学;2001年
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1 李特威;屏障对地面激励隔振性能的分析和试验研究[D];湖南大学;2003年
2 李斌;均匀介质弹性波有限元数值模拟方法研究[D];长安大学;2004年
3 张敬晶;粘结磁致伸缩材料Sm_(i-x)R_xFe_2(R=Er,Dy)的制备和性能研究[D];河北师范大学;2005年
4 王艳;马氏体相变的研究[D];河北工业大学;2005年
5 张伟;损伤混凝土介质中瞬态波传播及损伤反演[D];湖南大学;2005年
6 陈永超;钢筋混凝土双悬臂梁试验系统的研制开发[D];南京林业大学;2005年
7 刘涛;基于磁致伸缩的燃油测量系统的研究[D];天津大学;2006年
8 姜镇军;磁致伸缩液压缸位移传感器[D];大连理工大学;2007年
9 林黎蔚;纳米交换耦合高灵敏度磁致伸缩薄膜材料的研究[D];电子科技大学;2005年
10 尹梓安;弹性波反射技术在路面质量无损检测中的应用研究[D];国防科学技术大学;2004年
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