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光纖E+E位移傳感器的巨磁伸材料磁伸系數(shù)測(cè)量
超磁致伸縮材料(Gaint Magnetostrictive Material)是自20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展起來(lái)的新型功能材料,目前已被視為21世紀(jì)提高國(guó)家高科技綜合競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略性功能材料,由于它在室溫下具有機(jī)械能—電能轉(zhuǎn)換率高、能量密度大、響應(yīng)速度快、可靠性好、驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),引發(fā)了傳統(tǒng)電子信息系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、振動(dòng)系統(tǒng)等的革命性變化。

光纖E+E位移傳感器的巨磁伸材料磁伸系數(shù)測(cè)量
因此,獲得精確的GMM的性能參數(shù),特別是磁伸參數(shù),對(duì)材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有重要意義。主要研究GMM的磁致伸縮系數(shù)這一性能參數(shù)的測(cè)量。目前典型的GMM為T(mén)erfenol-D,它的磁致伸縮系數(shù)一般微米級(jí),因此它的測(cè)量屬于微位移測(cè)量范圍。現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)微位移測(cè)量的精度和方式提出了更多、更高的要求,與此同時(shí)隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展,光纖傳感器以其無(wú)以能比的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到各領(lǐng)域。在光纖微E+E位移傳感器的發(fā)展基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種光強(qiáng)調(diào)制型光纖微E+E位移傳感器,對(duì)提出的光纖E+E位移傳感器進(jìn)行了介紹,其發(fā)明思想來(lái)源于游標(biāo)卡尺的細(xì)分原理。它利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩套標(biāo)尺刻線數(shù)之差,在相同刻線條件下,在柵線之間形成了更多的物理量變化特點(diǎn),得到更多的原始脈沖信號(hào),等效于脈沖倍頻或插值,達(dá)到提高分辨率的目的。介紹了這種傳感器的設(shè)計(jì)思想、工作原理、波形分析、精度分析和樣機(jī)試驗(yàn)效果等。給出了傳感器的總體設(shè)計(jì)方案,并就傳感器中的探頭、調(diào)制光源與驅(qū)動(dòng),光電轉(zhuǎn)換與接收、微弱信號(hào)處理等模塊分別作了介紹,zui后給出了傳感器的輸出特性曲線,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),光纖探頭與被測(cè)面距離370μm-470μm時(shí)線性度,并且把該區(qū)域作為文中測(cè)量磁致伸縮系數(shù)的區(qū)域。利用研制的光纖微E+E位移傳感器結(jié)合微控制器和數(shù)據(jù)處理等模塊設(shè)計(jì)了一套磁致伸縮系數(shù)測(cè)量?jī)x。儀器以AT89C52為核心,采用AD574作為數(shù)據(jù)采集單元,GMM的磁致伸縮系數(shù)隨磁場(chǎng)的變化量由文中設(shè)計(jì)的磁致伸縮系數(shù)測(cè)量機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生,通過(guò)微E+E位移傳感器獲得被測(cè)樣品的磁致伸縮系數(shù),并將結(jié)果在LCD上顯示。

光纖E+E位移傳感器的巨磁伸材料磁伸系數(shù)測(cè)量
傳統(tǒng)的柵線刻制時(shí)只要求均勻,而研究結(jié)果證明,差線柵刻線的粗細(xì)、稀密,差線數(shù)大小將直接影響信號(hào)的多少、大小、波形和精度,因此將對(duì)傳統(tǒng)的柵式E+E位移傳感器技術(shù)產(chǎn)生重要影響。主機(jī)軟件系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫(xiě),包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理等相關(guān)子程序。給出了被測(cè)樣品隨著外加磁場(chǎng)的變化的磁致伸縮系數(shù)的曲線,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,儀器在磁致伸縮參數(shù)的測(cè)量中有著良好的表現(xiàn),達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。