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磁致伸缩测量仪的研制与测定

王冬梅  
【摘要】: 本文主要论述了磁致伸缩测量仪的研制过程。仪器的主要结构包括电源部分、励磁线圈、微位移传感器以及输出信号数字显示系统。 本文使用螺线管提供激励磁场,采用多层缠绕的方式增大磁场,使用常径比为l / r≥6,以获得较大的螺管内部磁场强度均匀分布的空间。并采用微位移传递的方式测量磁致伸缩系数,微位移传感器是基于差动变压器原理研制而成的。 该仪器在研制过程中解决了设计大电流稳压电源、排除样品热膨胀对测量结果的影响、提高传感器的灵敏度和稳定性以及排除外磁场对传感器的影响等技术难题,提高了仪器的精度、稳定性和可操作性。 本文研制的磁致伸缩参数测量仪主要技术指标为:位移量程分为5μm和100μm两档,20分钟内漂移分别小于5个和10个字。磁场量程为0.35T,最高分辨率为1mT;仪器最小位移分辨力可达0.2μm。具有功耗低,精度高,磁场双向可控的特点。 使用该仪器进行了普通磁性材料镍棒以及超磁致伸缩材料TbDyFe棒的磁致伸缩曲线测定,并与文献中给出的磁致伸缩曲线测量值进行了对比;最后又基于Jiles-Atherton平均场物理模型得到了磁致伸缩过程的理论模型,将理论模拟得到的磁致伸缩曲线与实验测试曲线进行了对比。通过两种对比来验证仪器测试结果的精确性,结果表明仪器在测试中有着良好的表现,完成了预期目标。


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