磁致伸縮液位傳感器機(jī)理及檢測信號(hào)不確定性的實(shí)驗(yàn)分析研究.pdf

1、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱。與此相適應(yīng)的新一代工業(yè)過程檢測儀表將朝著數(shù)字化、智能化和微型化的方向發(fā)展。因此，人們正在利用新的測量原理和檢測技術(shù)，開發(fā)新的檢測產(chǎn)品，不斷擴(kuò)大自動(dòng)檢測的新領(lǐng)域。磁致伸縮液位傳感器就是近二十年來在國內(nèi)外液位測量領(lǐng)域涌現(xiàn)出的新一代高精度液位測量產(chǎn)品。但是國內(nèi)自行研制的產(chǎn)品其測量精度與國外同類產(chǎn)品相比相去甚遠(yuǎn)，這制約了我國產(chǎn)品的市場效益。本文分析了磁致伸縮液位傳感器的基本原理，并通過

2、大量的物理實(shí)驗(yàn)證實(shí)以及發(fā)現(xiàn)制約其精度提高的因素，從而為提高測量精度提供幫助。 介紹了磁致伸縮基本原理，主要有磁致伸縮效應(yīng)、磁致伸縮逆效應(yīng)以及威得曼效應(yīng)，分析研究了磁致伸縮液位傳感器的測量原理及總體結(jié)構(gòu)。 分析了磁致伸縮液位傳感器中螺旋形扭轉(zhuǎn)超聲波的傳輸機(jī)理，在此基礎(chǔ)上提出了將螺旋形扭轉(zhuǎn)波分解為沿軸向伸縮的縱波和沿圓周方向扭轉(zhuǎn)的橫波。并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種分解的正確性，還發(fā)現(xiàn)了橫波與縱波在傳播速度上的差異。介紹了幾種不同的檢

3、測信號(hào)的方式，也在實(shí)驗(yàn)上得到了驗(yàn)證。 分析了磁致伸縮液位傳感器檢測信號(hào)的頻譜特性，針對(duì)其頻譜特性設(shè)計(jì)了相應(yīng)的FIR濾波器，取得很好的濾波效果，詳細(xì)介紹了FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法。還提出一種新的檢測方法即全波采樣法，實(shí)驗(yàn)證明全波采樣法輔以FIR濾波能提高測量精度。 針對(duì)磁致伸縮液位傳感器檢測信號(hào)的不確定性，不確定性主要表現(xiàn)為表面缺陷及剩磁現(xiàn)象，通過大量的實(shí)驗(yàn)分析研究了波導(dǎo)絲的不確定性種類以及對(duì)檢測信號(hào)的影響，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論。