磁致伸缩传感器性能及关键技术指标测试与分析毕业设计答辩
磁致伸缩传感器的功能特性
1、频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有-定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差。
2、线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。
以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。
传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。
在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。
但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。
当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。
3、稳定性传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。
影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。
因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。
在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。
传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。
在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。
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《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》范文
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器是一种基于磁致伸缩效应的测量装置，广泛应用于工业自动化、航空航天、精密测量等领域。
其核心原理是利用磁性材料在磁场作用下的伸缩效应，通过测量磁性材料的伸缩量来获取位移信息。
本文旨在研究磁致伸缩直线位移传感器中的弹性波机理，为提高传感器的测量精度和稳定性提供理论支持。
二、磁致伸缩效应及传感器结构磁致伸缩效应是指磁性材料在磁场作用下发生伸缩变形的现象。
磁致伸缩直线位移传感器主要由磁性材料、线圈、传感器壳体等部分组成。
当线圈中通入电流时，会产生磁场，进而使磁性材料发生伸缩变形，从而产生位移信息。
三、弹性波机理研究1. 弹性波的产生在磁致伸缩直线位移传感器中，当磁性材料受到磁场作用发生伸缩时，会在材料内部产生应力波，即弹性波。
这些弹性波以一定的速度在材料中传播，并最终传递到传感器的另一端。
2. 弹性波的传播弹性波在磁性材料中的传播受到材料性质、温度、应力等因素的影响。
研究表明，弹性波的传播速度与材料的密度、弹性模量等物理性质密切相关。
此外，温度的变化也会影响弹性波的传播速度和波形。
因此，在研究磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理时，需要考虑这些因素的影响。
3. 弹性波的检测为了检测弹性波，需要在传感器中设置检测装置，如压电晶体、光纤光栅等。
这些检测装置能够将弹性波转换为电信号或光信号，进而实现对位移信息的测量。
在检测过程中，需要考虑到检测装置的灵敏度、响应速度等因素对测量结果的影响。
四、研究成果及展望通过对磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理的研究，我们可以更好地理解传感器的工作原理和性能特点。
研究表明，弹性波的传播速度和波形与材料的性质、温度等因素密切相关，这为提高传感器的测量精度和稳定性提供了理论依据。
此外，通过优化传感器的结构和使用更先进的检测装置，我们可以进一步提高传感器的性能，扩大其应用范围。
未来研究方向包括进一步研究弹性波的传播特性，探索更有效的检测方法，以及开发具有更高精度和稳定性的磁致伸缩直线位移传感器。
《磁致伸缩直线位移传感器的机理研究与应用》
《磁致伸缩直线位移传感器的机理研究与应用》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器是一种基于磁致伸缩效应原理工作的精密测量装置，它具有高精度、高分辨率和良好的重复性等特点，在机械、自动化控制、机器人、精密测量等领域有着广泛的应用。
本文将对磁致伸缩直线位移传感器的机理进行深入研究，并探讨其在实际应用中的效果。
二、磁致伸缩直线位移传感器的工作原理磁致伸缩直线位移传感器主要由磁致伸缩材料、传感器探头和电子电路三部分组成。
当外部磁场作用于磁致伸缩材料时，材料会产生伸缩变形，从而改变其长度。
通过测量这一长度变化，即可得到被测物体的位移信息。
1. 磁致伸缩材料磁致伸缩材料是磁致伸缩直线位移传感器的核心部分，它具有优异的磁致伸缩性能和良好的稳定性。
常见的磁致伸缩材料有镍基合金、铁基合金等。
这些材料在磁场作用下会产生明显的伸缩变形，从而为测量位移提供了基础。
2. 传感器探头传感器探头是用于检测磁致伸缩材料长度变化的装置。
它通常由两个部分组成：一是固定的非磁性外壳，用于安装和固定磁致伸缩材料；二是与外部电子电路连接的输出信号端子。
3. 电子电路电子电路是用于将传感器的信号转换为数字信号并输出的部分。
通过外部控制器发送的电流信号可以驱动传感器探头产生磁场，进而引起磁致伸缩材料的伸缩变形。
同时，电子电路还能对传感器输出的信号进行放大、滤波和数字化处理，以便于后续的信号处理和分析。
三、磁致伸缩直线位移传感器的应用磁致伸缩直线位移传感器具有高精度、高分辨率和良好的重复性等特点，在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景：1. 机械制造领域在机械制造领域，磁致伸缩直线位移传感器被广泛应用于各种精密测量和控制系统。
例如，在机床的加工过程中，需要实时检测工件的尺寸和位置信息，以便进行精确的控制和调整。
这时，磁致伸缩直线位移传感器就能发挥出其高精度测量的优势，提高机床的加工精度和生产效率。
2. 自动化控制领域在自动化控制领域，磁致伸缩直线位移传感器也得到了广泛的应用。
磁致伸缩位移传感器课件
目 录
• 磁致伸缩位移传感器概述 • 磁致伸缩位移传感器的组成与结构 • 磁致伸缩位移传感器的性能指标 • 磁致伸缩位移传感器的安装与调试 • 磁致伸缩位移传感器的使用与维护 • 磁致伸缩位移传感器的发展趋势与展望
01 磁致伸缩位移传感器概述
定义与工作原理
定义
磁致伸缩位移传感器是一种非接触式位移测量仪器，通过测量磁场变化来检测 物体的位移。
等方面的需求将增长。
医疗与健康领域
磁致伸缩位移传感器在医疗器械 、康复设备等领域的应用将逐渐 增多，助力医疗健康行业的技术
进步。
对未来发展的影响与价值
促进智能制造发展
磁致伸缩位移传感器作为智能制造的关键传感器之一，其技术创 新和应用拓展将推动智能制造产业的升级和发展。
提高生产效率和安全性
磁致伸缩位移传感器的高精度测量和智能化发展有助于提高生产过 程的自动化水平和安全性，减少人工干预和误差。
环境适应性
工作温度
是指传感器正常工作时所处的环境温 度范围。磁致伸缩位移传感器的温度 范围较宽，能够在较宽的温度范围内 正常工作。
抗干扰能力
是指传感器对周围环境的干扰因素的 抵抗能力。磁致伸缩位移传感器具有 较强的抗干扰能力，能够在较为复杂 的环境中正常工作。
04 磁致伸缩位移传感器的安 装与调试
安装注意事项
确保传感器安装位置无强烈震动和磁场干扰
磁致伸缩位移传感器对震动和磁场干扰敏感，因此应选择平稳、无磁场干扰的位置进行安 装。
正确连接电源和信号线
确保电源和信号线的连接牢固，避免出现接触不良或短路的情况。
调整安装支架高度
根据实际需要，调整安装支架的高度，以确保传感器与被测物体之间的距离合适。
磁致伸缩位移传感器
磁致伸缩位移传感器一、概述磁致伸缩位移传感器，通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。
由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。
此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。
恒伸传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。
由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。
二、结构材质测杆结构:刚性测杆结构、外置一体式结构；测杆材质:不锈钢316、铝型材测杆耐压:≤34MPa（位移）；液位：由所选浮子承压决定电子仓外壳:铝合金安装接口:螺纹连接、固定座出线方式:直出电缆线、航空插头防护等级:IP65（可根据要求定制IP67 或IP68）三、产品特点* 内部非接触式测量* 性能价格比高* 多种输出方式可供选择* 防浪涌、防射频干扰[1] * 不需定期标定和维护* 安装方便* 高精度、高稳定性、高可靠性* 使用寿命长* 具有输入电源反向极性保护功能* 结构精巧、环境适应性强* 隔离防爆型（可选）四、工作原理磁致伸缩位移传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。
测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。
测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。
由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。
磁致伸缩传感器说明书
磁致伸缩位移传感器MTL系列使用说明书深圳市米朗科技有限公司一、概述在铁磁质中磁化方向的改变会引起介质晶格间距的改变，从而使得铁磁质的长度和体积发生改变，即：磁致伸缩现象，也称为威德曼效应，其逆效应称为维拉里效应。
磁致伸缩传感器的原理是利用两个不同磁场相交时产生一个应变脉冲信号，然后计算这个信号被探测所需的时间周期，从而换算出准确的位置。
这两个磁场一个来自磁环中的永磁铁，另一个来自传感器电子仓中的电子部件产生的激励脉冲。
激励脉冲沿传感器内用磁致伸缩材料制造的波导丝以声速运行。
当与磁环中的永磁场相交时，由于磁致伸缩现象，波导丝产生的机械振动形成一个应变脉冲。
应变脉冲很快便被电子仓中的感测电路探测到。
从产生激励脉冲的一刻到应变脉冲被探测到总的时间乘以固定的声速，我们便能准确的计算出磁铁的位置变化。
这个过程是连续不断的，所以每当磁环位置改变时，新的位置会迅速被测量出来。
由于输出信号是真正的绝对值，而不是比例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，更不必像其他传感器那样需要定期重标。
磁致伸缩传感器为非接触式，永不磨损。
具有高分辨率、高精度、高稳定性、高可靠性、响应时间快、工作寿命长等优点。
传感器不用重新标定，也不用定期维护。
二、主要技术性能指标★量程范围（mm） 80～5000mm★供电电压: +11VDC〜+24VDC★输出形式/工作电压模拟信号：4〜20mADC、0〜5VDC、1〜5VDC、0〜10VDC（+15VDC〜+36VDC）数字信号：RS485★负载能力电压信号输出最大负载2mA电流信号输出最大负载3KΩ★非线性误差±0.05%FS；200mm以下最大误差100 μm★重复性误差优于0.002%FS★分辨率优于0.002%FS★迟滞优于0.002%FS★工作温度 0〜+70℃ -15〜+60℃ -25〜+70℃ -40〜+85℃★测杆材料 0Cr18Ni9（304）316不锈钢（特殊定制）★电子仓外壳材料铸铝（1Cr18Ni9Ti可选）★引线方式 PVC屏蔽电缆线（默认长度：2.8m，也可根据用户要求提供）航空插头（不适用于隔爆产品）接线端子★外壳防护等级 IP68三、安装3．1安装前注意事项认真阅读全部安装说明,防止安装的环境温度、冲击、振动、压力及尺寸超出传感器的允许范围；不可使测杆弯曲；切勿使传感器的电子部件端或最末端承受大的冲击；传感器的电子部件防溅但不可浸没，切不可让液体浸至电子仓基座上方。
基于磁致伸缩逆效应的超磁致伸缩力传感器
感器。但 由于缺乏相应的设计理论分析 ， 而制约 了其发展 。在 分析 了磁 致伸缩 逆效应的基础上 ， 出 了超磁致伸 缩力 从 给
传感器的设计原理 ， 计 了 设 超磁致伸 缩力传感 器的结构 ， 并采 用数值 计算方 法对 其磁 场进行 了 算。计 算结果 与实验 结 计
果的比较表 明： 者符合较好 ， 二 设计的超磁 致伸 缩力传感器方案是可行 的， 对其今后进行深入 应用研 究和优化设计具 有重
ｈ ｅｅ ｎ ｇ ｍ ｎ ｗ ｌ ａ ｅｄ ｇ ｓ ｅ ｅｆ ｒｅｓ ｓｒｓｆ ｓ ｌ， ｈ ｈｉ ｉｏ ｔ ｔｏｏｔ ｚ ｔ ａ ｇｅ ｓ ｉ ｔ ｙｗ ｒ ｉ ａｒｅ ｅｔ ｅ ， ｄｔ ｅｉ ｈｍ ｒｆｃ ｎｏ ａｉｅ ｗ ｉ ｐｒ ｎ ｐｉｉ ｅｇ ｔ ａｎｔ ｔｔｅ ｅ ｅ ｌｎ ｈ ｓ ｎ ｃ ｏ ｏ ｅ ｉｅ ｂ ｃ ｓｍ ａ ｔ ｍ ｅｈ ｉ ｍ ｎ ｏｒｖ ｉ
Ｂ ｔｔ ｐ ｌ ａ ｏ ｅｅｏ ｍ ｎ ｓｌ ｉ ｄ，ｅａ ｓ ｆａ ｋｎ ｆ ｏｒｓ ｎ ｉｇｄｓｇ ｈ ｏｙ Ｂａｅ ｎｔｅａ ａ ｓｓｏ ｅｉｖｒｅｍａｌ — ｕ ｓａｐｉ ｔｎ ｄｖ ｌｐ ｅ ｔｉ ｉ ｔ ｂ ｃｕｅｏ ｃｉｇｏ ｒｅｐ ｄｎ ｅｉｎｔｅｒ ， ｓ ｄｏ ｌ ｉ ｆｔ ｎｅｓ ｇ ｅ ｉ ｃｉ ｍ ｅ ｌ ｃ ｏ ｈ ｎ ｙ ｈ ｌ
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磁致伸缩位移传感器mts攻关成果
三、现状调查
为了确定我们的攻关目标，我们对2008年
8月至2009年8月出现的问题进行了深入细致的
调文本查分类具体文情本况见下表：文本
文本
300
250
200
高温 150
松动 进水 100 进油
50
0
四、原因分析
点检的细致程度
设备靠近热源
各运动部件动作频繁
安装MTS的密封性
不利于散热降温
M
T
S
加强点巡检， 提高员工技能 及时发现问题 解决问题
要求三班人员 每班排水三次 安装自动排水 设施
定期更换油气 分离器滤芯， 安装前置式过 滤器分离油份
2008.11 2009.5 2009.7
于辉
于辉
辜幼川 李浩
八、对策实施
全员理论调研 整改方案提出，多方确认反复修改论证
设备采购制作及作业施工 试运行，整改，最终使用达标
完成时间 负责人
2008.8
辜幼川 李浩
接头松动 及时紧固 2
避免因接头松 动报警，报警 次数小于5次/ 月
进水 3
安排三班 人员及时 排水，安 装自动排 水设施
减少因进水导 致MTS报警、 损坏小于1次/ 月
进油 4
增加油气 进油导致MTS 分离设备， 报警、损坏次 提高油气 数小于1次/月 分离效率
硕士
组长
本科 副组长
硕士
组员
大专
组员
大专
组员
大专
组员
二、选题理由
7.63m焦炉四大车所有液压系统动作由位移传 感器MTS反馈信号进行控制，这些控制信号是整个 四大车联锁控制条件运文行本 的重要参数依据。由于 MTS的电器元件对温度高度敏感，当累积温度超过 120 ℃时将频繁报警，长期报警将导致MTS 报废。 而MTS传感器为进口件价格较高、到货周期长。如 不解决文本MTS稳定工作的难题将严重制约7.63m焦炉达 产、稳产。
新型磁致伸缩材料的传感技术及其生物检测应用
新型磁致伸缩材料的传感技术及其生物检测应用概述随着科学技术的不断进步，磁性材料在传感技术领域得到了广泛的应用。
其中，新型磁致伸缩材料因其独特的性能在传感技术和生物检测方面展现出了巨大的潜力。
本文将就新型磁致伸缩材料的传感技术及其在生物检测中的应用进行全面评估，并据此撰写一篇有价值的文章。
1. 新型磁致伸缩材料的性能特点新型磁致伸缩材料是一类具有磁致伸缩性能的材料，具有磁性和机械性能的耦合效应。
这类材料在外加磁场的作用下能够发生形变，同时在外力的作用下也能够发生磁化改变，具有很高的灵敏度和响应速度。
相比传统材料，新型磁致伸缩材料具有更高的磁致伸缩应变和更低的能耗，因此在传感技术中具有广泛的应用前景。
2. 新型磁致伸缩材料的传感技术应用在传感技术领域，新型磁致伸缩材料可以应用于电磁传感器、应变传感器和磁致伸缩传感器等多个方面。
其中，磁致伸缩传感器是新型磁致伸缩材料最具潜力的应用之一。
由于其高灵敏度和快速响应的特点，磁致伸缩传感器可以实现对微小位移和微小力的监测，广泛应用于精密仪器的测量和控制系统中。
3. 新型磁致伸缩材料在生物检测中的应用除了在传感技术中的应用外，新型磁致伸缩材料还展现出了在生物检测领域的巨大潜力。
利用其高灵敏度和生物兼容性，新型磁致伸缩材料可以用于细胞生长监测、细胞力学性质的研究以及生物分子的检测等方面。
与传统的生物检测技术相比，新型磁致伸缩材料能够实现对微小生物力学性质和生物分子的高灵敏检测，为生物医学研究提供了新的可能。
结论新型磁致伸缩材料在传感技术和生物检测中展现出了巨大的应用潜力。
其独特的性能特点使其成为传感器和生物检测器的理想材料，为这些领域的发展带来了新的机遇和挑战。
我们有理由相信，随着新型磁致伸缩材料的进一步研究和发展，其在传感技术和生物检测中的应用将会得到进一步拓展，为人类的健康和科学研究提供更多可能性。
个人观点和理解作为我的文章写手，对于新型磁致伸缩材料的传感技术及其在生物检测中的应用，我个人认为这是一个非常具有前景和挑战性的领域。
《磁致伸缩直线位移传感器的机理研究与应用》范文
《磁致伸缩直线位移传感器的机理研究与应用》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器是一种基于磁致伸缩效应的测量装置，其利用磁性材料在磁场中的伸缩特性来实现位移的测量。
随着现代工业和科技的发展，磁致伸缩直线位移传感器在各种领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究磁致伸缩直线位移传感器的机理，并探讨其在实际应用中的价值。
二、磁致伸缩直线位移传感器的机理研究1. 磁致伸缩效应磁致伸缩效应是指磁性材料在磁场的作用下发生尺寸变化的现象。
磁致伸缩直线位移传感器正是利用这一效应，通过测量磁性材料的伸缩量来推算出位移量。
2. 工作原理磁致伸缩直线位移传感器主要由磁性材料、传感器探头和检测电路三部分组成。
当传感器探头受到外部位移的驱动时，会改变磁性材料的磁场分布，进而引发磁性材料的伸缩变化。
这一变化被检测电路捕捉并转换为电信号，最终输出为位移信息。
3. 关键技术（1）材料选择：选择具有良好磁致伸缩性能的材料是制作磁致伸缩直线位移传感器的关键。
目前常用的材料包括铁基合金、镍基合金等。
（2）传感器设计：传感器探头的设计直接影响着传感器的测量精度和响应速度。
设计时需考虑探头的尺寸、形状、磁场分布等因素。
（3）信号处理：检测电路的设计对信号的捕捉和转换至关重要。
通过优化电路设计，可以提高传感器的抗干扰能力和测量精度。
三、磁致伸缩直线位移传感器的应用1. 工业自动化领域磁致伸缩直线位移传感器在工业自动化领域具有广泛的应用，如机床、自动化生产线、工业机器人等。
这些设备需要高精度的位移测量和控制系统，而磁致伸缩直线位移传感器正好可以满足这一需求。
2. 航空航天领域在航空航天领域，磁致伸缩直线位移传感器被用于飞机、火箭等飞行器的控制系统，实现对飞行姿态和位置的精确控制。
此外，在卫星、空间站等空间设备的姿态调整和位置测量中也发挥了重要作用。
3. 汽车制造与测试汽车制造和测试过程中需要精确的位移测量和控制系统，磁致伸缩直线位移传感器在这一领域也得到了广泛应用。
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》范文
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器（Magnetostrictive Linear Position Sensor）是一种重要的位置测量技术，广泛应用于各种工业自动化、机器人、航空航天等领域。
其核心原理是利用磁致伸缩效应（Magnetostrictive Effect）和弹性波（Elastic Wave）的传播特性来实现精确的位移测量。
本文将就磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理进行深入研究，旨在深入理解其工作原理及性能优化。
二、磁致伸缩效应与弹性波磁致伸缩效应是指材料在磁场作用下发生尺寸变化的现象。
当磁场作用于磁致伸缩材料时，材料内部会产生应力波，这种应力波是一种弹性波，以特定的速度在材料内部传播。
而磁致伸缩直线位移传感器正是利用这一原理进行工作的。
三、传感器工作原理磁致伸缩直线位移传感器主要由磁致伸缩材料、永磁体、传感器头和测量电路等部分组成。
当磁体经过磁致伸缩材料时，会引发材料内部弹性波的传播。
由于材料的尺寸变化与外部磁场的位置有直接的关联，通过测量该弹性波的传播时间或相位变化，即可推算出外部磁场的位置，从而实现位移的精确测量。
四、弹性波的传播与特性在磁致伸缩直线位移传感器中，弹性波的传播与材料的特性密切相关。
在传感器的工作过程中，材料在受到外部磁场作用时，会引发材料内部微观结构的变形和振动，进而产生弹性波。
这些弹性波以特定的速度在材料内部传播，并在到达传感器头时被检测和转换。
五、弹性波机理研究对于磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理研究，主要涉及以下几个方面：1. 材料特性研究：研究不同材料的磁致伸缩性能和弹性波传播特性，为传感器设计提供依据。
2. 波速研究：分析不同材料的声速、温度等影响因素对波速的影响，提高传感器测量精度。
3. 传播路径研究：分析弹性波在传感器内部的传播路径及影响因素，优化传感器的结构设计。
4. 信号处理研究：通过优化信号处理算法，提高对弹性波的检测精度和稳定性，进一步提高传感器的测量性能。
磁致伸缩传感技术在航天工程中的应用研究
磁致伸缩传感技术在航天工程中的应用研究随着航天技术的飞速发展，航天工程中需要用到各种传感技术。
作为一种重要的传感技术，磁致伸缩传感技术在航天工程中有着广泛的应用。
本文将从磁致伸缩传感技术的基本原理、特点及其在航天工程中的应用等方面进行详细的介绍和讨论。
一、磁致伸缩传感技术的基本原理磁致伸缩是一种材料特有的现象，其基本原理是：在磁场作用下，某些金属材料的长度发生改变。
这是因为当外加磁场与材料内部自发极化场相互作用时，金属材料内部的磁矩向磁场方向排列，从而使材料整体发生形变。
这种形变称为磁致伸缩效应。
二、磁致伸缩传感技术的特点1.高精度：磁致伸缩传感技术可以实现微小形变的检测，其精度可以达到纳米级。
2.无接触：与传统的力学式传感器相比，磁致伸缩传感技术无需直接接触被测物体，因此可以避免对被测物体的介入和损伤。
3.良好的环境适应性：磁致伸缩传感技术可以在极端的温度、压力、辐射等恶劣环境下工作，且不易受环境干扰。
三、磁致伸缩传感技术在航天工程中的应用1.载荷检测：磁致伸缩传感技术可以用于飞行器的载荷检测。
通过在载荷引导管的两端分别安装磁致伸缩传感器，可以在不干扰飞行器载荷分布的情况下，迅速准确地测量载荷大小和分布情况。
2.姿态控制：磁致伸缩传感技术可以用于飞行器的姿态控制。
通过在飞行器各个部位安装磁致伸缩传感器，可以快速准确地检测和控制飞行器的姿态，保证其稳定运行。
3.温度检测：磁致伸缩传感技术可以用于火星等环境恶劣的星球探测器中，检测探测器温度的变化情况，从而及时调整探测器的工作状态，保证其正常运行。
4.干扰检测：磁致伸缩传感技术可以用于干扰检测。
例如，在发射火箭时，磁致伸缩传感器可以测量发射台的振动情况，从而及时发现和分析潜在的问题。
四、结论磁致伸缩传感技术作为一种重要的传感技术，在航天工程中有着广泛的应用前景。
它不仅可以满足航天工程对高精度、无接触、良好环境适应性等特点的需求，还可以有效提高航天工程的安全性、稳定性和效率，为航天科技的发展做出重要贡献。
磁致伸缩传感器原理
磁致伸缩传感器原理磁致伸缩材料通常是由镍或铁等磁性材料制成的，这些材料的晶体中含有不对称的结构。
当材料处于外加磁场中时，材料的分子会被整个磁场所影响，导致晶体结构的微小变形。
这种结构变形会导致材料的长度发生变化。
而当材料的长度发生改变时，会引起磁场的变化，形成位移信号。
具体来说，磁致伸缩传感器通常由两部分组成。
第一部分是激励线圈，它负责产生一个外加磁场，作用于磁致伸缩材料上。
第二部分是感应线圈，它用于检测磁场的变化，并将其转化为电信号。
当激励线圈通电时，产生的磁场作用于磁致伸缩材料上，导致材料的长度发生变化。
感应线圈固定在磁致伸缩材料的一端，它测量磁场的变化，并转化为电信号。
这个信号可以用来测量磁致伸缩材料的长度变化，从而实现对位移的测量。
磁致伸缩传感器具有很高的精度和灵敏度，它的工作原理允许它测量微小的位移，并且具有良好的线性特性。
此外，磁致伸缩材料的反应速度很快，使得传感器的响应时间非常短。
它还能够在恶劣的环境条件下正常工作，如高温、高湿度和腐蚀性环境等。
磁致伸缩传感器在工业领域具有广泛的应用，特别是在对位移和形变进行测量的场合。
例如，它可以用于测量机械设备的振动和变形，用于测量油气井的压力和温度变化，用于测量建筑物和桥梁的变形等。
此外，磁致伸缩传感器还可以用于机器人、航空航天和医疗器械等领域。
总结起来，磁致伸缩传感器通过利用磁致伸缩材料的特性，将外加磁场信号转化为位移信号。
它具有高精度、高灵敏度、线性特性好和快速响应等优点，广泛应用于各个领域。
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》范文
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器作为一种重要的测距工具，具有广泛的应用场景。
本文将对这种传感器的工作原理进行详细阐述，特别关注其内部的弹性波机理。
磁致伸缩直线位移传感器主要是基于磁致伸缩效应以及弹波动力学的相关理论来运作，这两者的相互关系使得传感器的精确性和灵敏度得到了很大的提高。
本文的目的是为了深化我们对磁致伸缩直线位移传感器的工作原理的理解，特别是对其弹性波机理的深入探讨。
二、磁致伸缩效应与弹性波磁致伸缩效应是指某些物质在磁场的作用下，其长度或体积会发生变化的现象。
磁致伸缩直线位移传感器正是利用了这一特性，通过测量磁性材料在磁场变化时的长度变化来推算出位移。
在这个过程中，弹性波的传播起着关键的作用。
弹性波是物体在受到外力作用后产生的应力波，其传播速度和振幅与物体的材料性质、形状和尺寸等因素有关。
在磁致伸缩直线位移传感器中，当磁场发生变化时，磁性材料会产生应力，这种应力会以弹性波的形式在材料中传播。
三、磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理主要涉及三个部分：磁场变化、磁致伸缩效应和弹性波的传播与接收。
首先，外部磁场的变化会引起磁性材料的磁致伸缩效应，即材料的长度或体积发生变化。
这种变化会产生应力，应力在材料中以弹性波的形式传播。
这种弹性波的传播速度、振幅和方向等信息都是可以用于推算出位移的重要参数。
其次，为了捕捉这种弹性波并转换为可测量的电信号，传感器中需要安装有相应的接收装置。
这些接收装置能够感应到弹性波的变化并将其转换为电信号，从而实现了位移的测量和输出。
四、实验研究与理论分析为了深入理解磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理，我们进行了大量的实验研究并进行了理论分析。
通过改变磁场强度、频率和方向等参数，我们观察到了不同的弹性波传播特性和传感器输出特性。
同时，我们也通过建立数学模型和仿真模拟等方法对这一过程进行了理论分析。
磁致伸缩传感器性能及关键技术指标测试与分析毕业设计答辩
电电源
a
18
选择合适的激励脉冲信号
•经理论计算激励脉冲信号周期在1000ms以
内，脉宽在 2s~6为s最佳激励信号
•本设计采用控制变量法，脉冲周期为1ms、 50ms、100ms、200ms、800ms及脉宽为
2s、10s、20 s 共15种激励信号做实
验，寻找最佳的激励信号。
a
19
第一组实验
• 激励脉冲信号为周期1ms，脉宽2 s
32
测试系统方案二
a
33
1 STM32芯片、2 夹持机构和带磁浮球、3 波导丝、 4 L298N、5 PVDF压电簿膜、6 二级放大电路
a
34
方案二系统运行实验
a
35
两个方案运行后作比较
a
36
选择合适的激励信号
·重复3.6节实验方法，选择合适的激励信号。
a
37
从42个实验中选取几个实验作对比
毕业设计题目：磁致伸缩传感器 性能及关键技术指标测试与分析
姓 名： 郭文峰 学 号： 11090113 指导老师： 郝晓曦 日 期：2015年5月20日
a
1
论文目录
• 第1章 绪论 • 第2章 磁致伸缩传感器工作原理 • 第3章 磁致伸缩传感器测试方案设计 • 第4章 基于压电簿膜的新测试模型 • 第5章 对比分析实验结果 • 第6章 总结与展望
• ⑤频率范围宽
• ⑥压电簿膜成本低，且更换容易，互换性好
a
25
选用压电簿膜作为敏感原件
• 由原传感器工作原理可知，在测量过程中，波导丝会发生 机械应变产生扭转波，故提出猜想，选用压电簿膜来感受 该机械应变，采集扭转波信号
a
26
磁致伸缩导波检测传感器有限元仿真研究【毕业作品】
任务书I、题目：磁致伸缩导检测传感器有限元仿真研究II、使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、原始资料：电脑；有限元仿真软件2、毕设要求：(1)了解仿真软件的使用方法；(2)根据磁致伸缩导波传感器原理建立仿真模型；(3)利用有限元分析方法进行仿真研究；(4)数据分析与处理。
III、工作内容及完成时间：1.查阅有限元仿真检测的相关资料并撰写开题报告； 03.09～04.102.学习有限元仿真软件的使用方法 04.11～04.153.设定磁致伸缩导波传感器仿真模型； 04.16－04.304.利用有限元分析方法进行仿真研究； 05.04－05.155.数据分析及处理； 05.16－05.316.总结并撰写论文，答辩。
06.01－06.26Ⅳ、主要参考资料：[1] Rose. J L. 何存富，吴斌，王秀彦译.固体中的超声波[M].北京：科学出版社，2004[2]谭建国．使用 ANSYS进行有限元分析[M]．北京：北京大学出版社，2002．[3]王国强.实用工程数值模拟技术及其在 ANSYS 上的实践[M]．西安：西北工业大学出版社，2000[4] Kwun H, Holt A E. Feasibility of under-lagging corrosion detection in steel pipe using themagnetostrictive sensor technique [J]. NDT & E International, 1995, 28(4):211-214.磁致伸缩导波检测传感器有限元仿真研究摘要：导波在检测管道时无需耦合剂，也不需要与管道相接触接触。
用导波检测管材既能节省时间，又能提高检测效率。
因此，了解超声导波的特性是使其进入应用行列的关键所在。
本文主要对超声磁致伸缩导波进行建模，并根据仿真结果进行分析。
永磁铁提供的磁场将管道进行磁化，从而为管道提供了一个偏置磁场；线圈通以高频电流，根据电磁感应定律，变化的电流会在管道中产生交变磁场。
磁致伸缩位移传感器研制
早期磁致伸缩位移传感器的研制磁致伸缩位移传感是利用磁致伸缩效应研制的传感器。
该传感器可以实现非接触、绝对式测量，具有高精度、大量程的特点，特别是由于磁铁和传感器并无直接接触，因此传感器可应用在恶劣的工业环境，如易燃、易爆、易挥发、有腐蚀的场合。
此外，传感器能承受高温高压和高振荡的环境。
传感器输出信号为绝对数值，所以即使电源中断重接也不会对数据收构成问题，更无尖重新调整零位。
由于传感器组件都是非接触的，所以即使测量过程理不断重复的，也不会对传感器造成任何磨损。
研制中涉及的关键技术有：（1）大电流周期激发电路的设计；（2）微弱信号的检测、信号的滤波、放大、电压比较、峰值检验波、电压限幅等一系列电路的设计；（3）基于单片机的高精度时间量测量。
技术要求：测量范围0～8cm，精度0.1mm。
测量范围不是很大，主要是受到实验所用波导钢丝本身长度的限制。
1位移传感器的原理磁致旋转波位移传感器，如图1所示。
除位置磁铁外，所有其他元器件都安装在传感器壳体内，组成传感器的主体。
位置磁铁通常装在一个运动部件A上，而传感器主体则装在一个固定的部件B上。
传感器工作时，电子信号和处理系统发给磁致波导钢丝间隔为T的激励脉冲电流ie 该脉冲电流将产生一个围绕波导钢丝的旋转磁场。
位置磁铁也产生一个固定的磁场。
根据Widemanm效应，金属随其瞬间变形产生波导扭曲，使波导钢丝产生磁致弹性伸缩，即形成一个磁致旋转波。
磁致旋转波的传播速度为式中：G为波导管的剪切弹性模量；ρ为波导管密度。
由于G和ρ均为恒定（对于一定的波导管来说）的，所以传播速度也恒定。
经过计算该旋转波沿着波导钢丝以2 800 m/s的速度向两边传播。
当它传到波导钢丝一端的波检测器时被转换成电信号ua·通过测量磁致旋转波从位置磁铁传到波检测器的时间tL就能确定位置磁铁和波检测器之间的距离。
这样，当部件A和B产生相对运动，通过磁致旋转波位移传感器就可以确定部件A的位置和速度。
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对新的测试模型进行 性能估计
研究对象：MTL浮球式磁致伸缩位移传感器外观
传感器详细结构
该传感器的结构主要包括：波导丝、检测线圈、带磁浮 球、防护套管、末端阻尼、回路导线等主要部分。
传感器测量原理
激励信号模块设计 激励方案一：NE555模块
实验结果
激励信号模块设计 激励方案二：STC89C52单片机
周期1ms，脉宽5 s
从42个实验中选取几个实验作对比
周期10ms，脉宽2 s
从42个实验中选取几个实验作对比
周期10ms，脉宽10 s
从42个实验中选取几个实验作对比
周期10ms，脉宽20 s
最终确定用周期为20ms，脉宽为2 s
的激励信号，来进行标定实验。
标定实验（P41-P50）
单位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 （cm）
2
1组 2组 3组 4组
10
6组 7组 8组 9组
20
11组 12组 13组 14组
800 5组 10组 15组
第一组实验
激励脉冲信号为周期1ms，脉宽2 s
带磁浮球位于量程最左端
带磁浮球位于量程最右 端
第六组实验
激励脉冲信号为周期1ms，脉宽10s
带磁浮球位于量程最左端
带磁浮球位于量程最右端
实验对比结论（P13-P17）
21.30
1800
20.35
1600
实验结果
激励信号模块设计 激励方案三：STM32芯片
实验结果
激励信号放大模块
激励波导丝需要一个窄脉宽、高幅值的脉冲信号，现拟 采用L298N模块，将STM32发射的脉冲信号幅值放大
L298N信号放大模块
回波信号放大电路
在波导丝的感应线圈中，采集到的回波信号十分微弱， 设计了一个二级放大电路。由两块AD812运算放大器串联而 成。
方案二系统运行实验
两种方案对比
方案一
方案二
优点 传感器结构稳定， 量程长，可实验
干扰少
数据多
缺点 量程短，实验数 系统不稳定，干
据少
扰因素多
结论
选用方案一
选择合适的激励信号（P25-P40）
周期(ms) 1 10 20 50 100 200 500 脉宽(μs)
1
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.6
2
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
5
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
10
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7
20
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7
22
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7
从42个实验中选取几个实验作对比
8.00
标定结果
第三组（cm） 时间间隔点
21.30
1600
20.35
1600
19.30
1600
18.25
1600
17.20
1600
16.20
1600
15.10
1600
14.10
1600
13.10
1600
12.10
1800
11.10
1600
10.00
1600
9.00
1600
8.00
1600
第四组（cm） 时间间隔点
压电薄膜感受机 械应变
电荷信号放 大供PC采集
新模型的两种测试方案
方案一
在原传感器结构上 进行改造
方案二
脱离原传感器，自 行搭建测试系统
测试系统方案一
1 磁致伸缩传感器、2 PVDF压电簿膜、3 L298N、 4 AD卡、5 STM32芯片、6 二级放大电路
测试系统方案二
测试系统方案二
1 STM32芯片、2 夹持机构和带磁浮球、3 波导丝、 4 L298N、5 PVDF压电簿膜、6 二级放大电路
第一组 8.00
9.00
10.00 11.10 12.10 13.10 14.10 15.10 16.20 17.20 18.25 19.30 20.35 21.30
第二组 8.00
9.00
10.00 11.10 12.10 13.10 14.10 15.10 16.20 17.20 18.25 19.30 20.35 21.30
压电薄膜电荷信号放大方案对比
共同点 优点 缺点 结论
方案一：电荷放大器 方案二：二级放大电路 （AD812）
均能实现信号放大
模块现成，稳定性高 放大倍数较大，易于发 现规律，信号图形直观
放大倍数不够，难以 发现
模块需自行搭建
选用方案二
STM32发 射脉冲
新模型的测量原理
脉冲信 号放大
激励波导丝 产生应变
纸巾擦拭波导丝表面→在波导丝粘贴处用丙酮清洗剂 清洗→用纱布打磨波导丝使表面光滑→待丙酮挥发→用502 粘贴剂粘贴压电簿膜
压电簿膜监测系统
脉冲信号 激励波导
丝
激励脉冲 产生的环 形磁场与 浮球的纵 向磁场相
遇
波导丝发 生机械应 变并产生 扭转波
压电薄膜 感应扭转 波后输出 电荷信号
电荷信号 放大后供 PC采集
s 由以上实验最终确定后续实验波导丝的激励脉冲信号为周
期100 ms，脉宽为2
。
带磁浮球位于量程最左端
带磁浮球位于量程最右端
新的测试模型：压电簿膜作为敏感原件
由原传感器测量原理可知，在测量过程中，波导丝 会发生机械应变产生扭转波，故提出猜想，选用压电簿膜来 感受该机械应变，采集扭转波信号
压电簿膜粘贴工艺
论文目录
第1章 绪论 第2章 磁致伸缩传感器工作原理 第3章 磁致伸缩传感器测试方案设计 第4章 基于压电簿膜的新测试模型 第5章 对比分析实验结果 第6章 总结与展望
本设计的研究方法
设计传感器的激励 方案
设计检测信号的放大、 显示、采集方法
对原传感器进行基 础研究实验
提出新的测试模型，采用 压电薄膜作为敏感元件
缺实物图
STM32发射 不同脉冲
测试系统组成
脉冲信号放 大模块
激励波导丝
回波检测信 号二级放大
示波器实时 显示
1磁致伸缩传感器、2二级放大电路、3 STM32芯片、4 L298N、5 示波器、6 供电 电源
选择合适的激励脉冲信号
采用控制变量法，做了15组实验
周期(ms)
1
脉宽(μs)
50 100 200
第三组 21.30 20.35 19.30 18.25 17.20 16.20 15.10 14.10 13.10 12.10 11.10 10.00 9.00
8.00
第四组 21.30 20.35 19.30 18.25 17.20 16.20 15.10 14.10 13.10 12.10 11.10 10.00 9.00