基于阻抗法的共振型磁彈性傳感器阻抗-頻率響應應用模型研究.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，其信號的激發(fā)和傳遞都是通過磁場耦合進行的。它具有無線、無源、體積小、靈敏度高等特點，因而在無損檢測、生物在體檢測等領域具有非常廣闊的應用前景。目前針對磁彈性傳感器的檢測理論研究日益增多，但這些研究大多集中于傳感器的振動特性及具體應用特性的分析，較少考慮材料的磁化狀態(tài)、尺寸等自身因素對傳感器響應的影響，而實際應用中這些因素對傳感器響應的影響較大。
　　鑒于此，本文提出基于阻抗法的

2、磁彈性傳感器應用模型，旨在基于現(xiàn)有的理論基礎上通過分析傳感器自身因素對傳感器響應的影響來更好的指導傳感器的設計和實際應用。首先通過分析外磁場對磁彈性傳感器的作用推導出傳感器的應變和狀態(tài)方程；然后根據(jù)傳感器振動特性推導出傳感器的阻抗響應；最后通過阻抗響應的等效電路分析傳感器的響應特性參數(shù)；從而最終初步建立了一個包含偏置磁場、交流激勵磁場等實際控制因素和傳感器尺寸等本征特征在內(nèi)的阻抗-頻率響應應用模型。
　　為了檢驗模型的正確性，從偏

3、置磁場、交流激勵磁場、尺寸、質(zhì)量負載四個方面對傳感器展開了實驗研究，實驗結果與模型基本吻合，并且從模型和實驗結果可知，實際應用中可以通過設置偏置磁場來提高傳感器的響應、能量轉(zhuǎn)換率和質(zhì)量敏感度；可以通過設置交流激勵磁場來降低傳感器的磁滯失真并提高響應，并且可以通過合理提高傳感器的長度和寬度來提高傳感器的響應，等等。這些充分說明了模型的實用性，可通過模型指導磁彈性傳感器的設計和實際應用，并初步分析和解決應用中所遇到的問題。
　　最后根