磁致伸縮直線位移傳感器彈性波機理研究.pdf

1、磁致伸縮直線位移傳感器是一種利用磁致伸縮效應及逆磁致伸縮效應實現(xiàn)位移測量的傳感器。國內(nèi)外該種傳感器的研究大多集中于材料制備、基礎(chǔ)材料理論、系統(tǒng)集成等方面，而對磁致伸縮直線位移傳感器的基礎(chǔ)理論研究尚處于起步階段。
　　 本研究通過對電磁學、力學、磁固體力學、信號學、計算機仿真、數(shù)值分析、計算機控制等多學科相關(guān)知識進行綜合應用，研究傳感器葉-彈性波的產(chǎn)生機理；在非線性耦合理論框架下，利用有限元分析手段，解決多場耦合作用下的非線性問題

2、：通過數(shù)值分析手段，結(jié)合實驗研究，獲得磁致仲縮線材上的磁場分布特性，建立激勵源分布場與彈性波信號波形之間的關(guān)系。針對影響傳感器性能的易磁化方向、同支波、磁斂伸縮材料結(jié)構(gòu)等問題進行理論研究和實驗驗證。研究對于提高傳感器性能指標具有積極的意義。
　　 論文第一章介紹磁致伸縮直線位移傳感器的研究背景，對比了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究熱點，論述了本課題的研究內(nèi)容和研究意義。
　　 論文第二章介紹與磁致伸縮直線位移傳感器相關(guān)的基礎(chǔ)理論知

3、識和基本概念，對磁斂伸縮直線位移傳感器彈性波機理研究的問題進行了闡述，構(gòu)建了彈性波相關(guān)理論模型，建立丁激勵磁場分布特性與磁致伸縮分布特性、應力場分布特性之間的關(guān)系。
　　 論文第一章對磁致伸縮直線位移傳感器的關(guān)鍵部件，以及影響傳感器的相關(guān)技術(shù)參量進行實驗測試和相關(guān)理論的討論。研究對激勵源激勵方式進行理論分析和實驗測試：并通過計算機仿真及數(shù)值訃算方法，獲得線材內(nèi)部的磁場分布數(shù)據(jù)；對檢測系統(tǒng)的振蕩現(xiàn)象進行分析討論，對所采集信號進行，

4、頻譜分析，給出所采集信號的信號特征：
　　 對本文所使用線材的彈性波波速進行實驗研究和數(shù)據(jù)測定。
　　 論文第四章構(gòu)建了磁致伸縮直線位移傳感器系統(tǒng)實驗及評估平臺，采用了實驗研究確定的相關(guān)參數(shù)，將仿真計算所得的磁致伸縮線材內(nèi)部的分布磁場數(shù)據(jù)，應用于所構(gòu)建的激勵源相關(guān)模型，對激勵源分布參數(shù)進行計算和分析，建立力學、磁學分布特性與彈性波波形特性之問的對應關(guān)系，以驗證傳感器系統(tǒng)模型的合理性。并對影響傳感器系統(tǒng)性能的易磁化方向、固

5、支波及磁致伸縮線材結(jié)構(gòu)等因素進行分析、討論和評估。
　　 論文第五章對磁致伸縮直線位移傳感器的現(xiàn)階段研究進行了總結(jié)，概括了本課題階段性研究成果，討論了現(xiàn)有研究中存在的問題和進一步研究的方案和課題。
　　 論文提出的激勵源合成模型和磁極化強度模型解釋了磁致伸縮直線位移傳感器輸入量與輸出信號間的關(guān)系問題，通過計算機仿真和數(shù)值分析所得數(shù)據(jù)，對模型的合理性進行了驗證，并通過大罱的實驗研究狀得了傳感器中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。