基于阻抗法的共振型磁彈性傳感器阻抗-頻率響應(yīng)應(yīng)用模型研究.pdf

1、磁彈性傳感器是一種基于新型超磁致伸縮材料的諧振傳感器，其信號(hào)的激發(fā)和傳遞都是通過(guò)磁場(chǎng)耦合進(jìn)行的。它具有無(wú)線、無(wú)源、體積小、靈敏度高等特點(diǎn)，因而在無(wú)損檢測(cè)、生物在體檢測(cè)等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。目前針對(duì)磁彈性傳感器的檢測(cè)理論研究日益增多，但這些研究大多集中于傳感器的振動(dòng)特性及具體應(yīng)用特性的分析，較少考慮材料的磁化狀態(tài)、尺寸等自身因素對(duì)傳感器響應(yīng)的影響，而實(shí)際應(yīng)用中這些因素對(duì)傳感器響應(yīng)的影響較大。
　　鑒于此，本文提出基于阻抗法的

2、磁彈性傳感器應(yīng)用模型，旨在基于現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)上通過(guò)分析傳感器自身因素對(duì)傳感器響應(yīng)的影響來(lái)更好的指導(dǎo)傳感器的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用。首先通過(guò)分析外磁場(chǎng)對(duì)磁彈性傳感器的作用推導(dǎo)出傳感器的應(yīng)變和狀態(tài)方程；然后根據(jù)傳感器振動(dòng)特性推導(dǎo)出傳感器的阻抗響應(yīng)；最后通過(guò)阻抗響應(yīng)的等效電路分析傳感器的響應(yīng)特性參數(shù)；從而最終初步建立了一個(gè)包含偏置磁場(chǎng)、交流激勵(lì)磁場(chǎng)等實(shí)際控制因素和傳感器尺寸等本征特征在內(nèi)的阻抗-頻率響應(yīng)應(yīng)用模型。
　　為了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性，從偏

3、置磁場(chǎng)、交流激勵(lì)磁場(chǎng)、尺寸、質(zhì)量負(fù)載四個(gè)方面對(duì)傳感器展開(kāi)了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型基本吻合，并且從模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，實(shí)際應(yīng)用中可以通過(guò)設(shè)置偏置磁場(chǎng)來(lái)提高傳感器的響應(yīng)、能量轉(zhuǎn)換率和質(zhì)量敏感度；可以通過(guò)設(shè)置交流激勵(lì)磁場(chǎng)來(lái)降低傳感器的磁滯失真并提高響應(yīng)，并且可以通過(guò)合理提高傳感器的長(zhǎng)度和寬度來(lái)提高傳感器的響應(yīng)，等等。這些充分說(shuō)明了模型的實(shí)用性，可通過(guò)模型指導(dǎo)磁彈性傳感器的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用，并初步分析和解決應(yīng)用中所遇到的問(wèn)題。
　　最后根