浙达精益申请幅值自校正的磁致伸缩位移测量方法、位移传感器装置专利，使磁致伸缩位移传感器运行稳定可靠

金融界2024年6月5日消息，天眼查知识产权信息显示，杭州浙达精益机电技术股份有限公司申请一项名为“幅值自校正的磁致伸缩位移测量方法、位移传感器装置“，公开号CN202311704246.2，申请日期为2023年12月。

专利摘要显示，本发明公开了一种幅值自校正的磁致伸缩位移测量方法、位移传感器装置。本发明首先根据检波信号数据确定波导丝信号初始时刻、初始幅值和信号幅值衰减曲线，进而计算获得信号增益；接着利用信号增益调节二级放大模块的增益，通过一级放大模块和二级放大模块对检波信号数据进行信号放大、滤波，然后根据一级检波信号和二级检波信号，利用阈值检测模块进行脉冲信号的生成，从而实现磁致伸缩位移的测量。本发明的磁致伸缩位移传感器装置可对信号幅值进行校正，并且无需对信号实时检测、反馈，使磁致伸缩位移传感器运行稳定可靠。

本文源自金融界

一种新型的磁致伸缩力传感器，结构简单，灵敏度高

省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学）、河北省电磁场与电器可靠性重点实验室的研究人员李云开、王博文、张冰，在2019年第17期《电工技术学报》上撰文（论文标题为“铁镓合金的压磁效应与力传感器的研究”），基于非线性压磁方程，通过COMSOL有限元仿真平台，分析了片状铁镓合金的压磁效应。仿真研究了不同偏置磁场和不同应力下铁镓合金动态压磁系数的变化。

参考悬臂梁特性，利用铁镓合金设计并制作了一种新型的磁致伸缩力传感器。根据电磁学理论和压磁效应，建立了力传感器的测试模型。搭建磁致伸缩力传感器实验平台，通过实验研究了偏置磁场和力对输出特性的影响。

通过仿真和实验结果可知，偏置磁场强度为4.5 kA/m时，压磁系数最大值为17.5 T/GPa。传感器的测力范围为0~4N，在0~2N内传感器有较高的灵敏度。该传感器具有结构简单，灵敏度高等优点，可满足对力精确感知的要求。

磁致伸缩材料铁镓合金（Galfenol）具有在低磁场下应变高、滞后小和应力灵敏度高等优点。相比于稀土磁致伸缩材料（Terfenol-D）和压电材料，铁镓合金具有脆性小、抗拉强度高等良好的机械性能，可广泛应用于换能器、传感器和振动能量采集器等领域。利用Galfenol的压磁效应可研制磁致伸缩位移传感器、磁致伸缩应变传感器和磁致伸缩压力传感器等。

压磁系数是指单位应力引起磁致伸缩材料磁感应强度的变化量，因而压磁系数与磁致伸缩压力传感器的灵敏度密切相关。

本文基于非线性压磁方程，利用COMSOL有限元仿真软件研究了应力和偏置磁场对压磁效应的影响，分析了压磁系数随应力和偏置磁场的变化规律，得出小应力下最大压磁系数对应的偏置磁场。参考悬臂梁结构特点，应用铁镓合金设计制作了一种新型的力传感器，用于机械手对抓取力的测量。结合非线性本构模型和JA模型，推导了传感器测试力的输出模型。搭建了磁致伸缩力传感器的实验平台，验证了应力和偏置磁场对压磁系数的影响，同时验证了传感器输出模型的有效性。

图7 传感器结构

图8 传感器测试平台

结论

基于非线性压磁方程，采用COMSOL有限元仿真软件对片状铁镓合金悬臂梁进行建模，研究了偏置磁场和应力对压磁系数的影响规律。设计制作了一种新型力传感器，应用电磁学理论、压磁效应，建立了传感器测试力的输出电压模型。计算结果与实验结果基本一致，表明建立的模型可描述力传感器的输出特性。

由仿真和实验结果可知，偏置磁场强度为4.5 kA/m时，压磁系数达到最大值17.5 T/GPa。传感器的测力范围为0~4N，在0~2N范围力具有较高测试灵敏度，在2~4N范围力的测试灵敏度略微低。该传感器具有结构简单、灵敏度高等优点，可满足对力精确感知的要求。

相关问答

磁致伸缩位移(液位)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...

[最佳回答]接触式位移传感器与非接触式位移传感器只是位移传感器的一种分类方式:接触式位移传感器是通过滑动变阻器的原理用一块电刷在碳膜尺来回刷动实现位...

磁致伸缩位移传感器是根据“魏德曼效应”制造的高精度、长行程的位移测量仪器。其检测原理基于传感器核心检测元件——磁致伸缩波导丝与游标磁环间的魏德曼效...

[最佳回答]你说的液位传感器,实际上是一个完整的液位测试系统,内置有单片机之类的微处理器。显示没有变化,断电复位后恢复正常,是因为内部微处理器死机了。就...

[回答]它作为一种金属感应的线性器件,价格不等。很多人觉得它的价格波动区间有点大,其实这是正常的,因为磁致伸缩液位传感器也有许多种分类,比如直线,微型...

磁致伸缩液位计主要是这根波导丝,卖价也在这个丝上,大多是进口的。至于你的题意,二楼说的很详细了。不错学习一下为什么磁致伸缩液位计的那个浮球...

加油站罐区油罐,实际中基本都是使用磁致伸缩液位仪,探棒加上油、水两个浮子,来实时监测油位和水位两个液位,以及温度。温度传感器是内置在液位仪探棒里面的。...

[回答]你想要的磁致伸缩液位传感器直线位移还是角位移?被测物体材料?温度?位移的总行程?你这个问题太含糊。我公司主要产品有电位计/电阻式原理位移传感...

[最佳回答]电阻式位移传感器拉绳位移传感器磁致伸缩位移传感器差动式位移传感器位移传感器厂家推荐上海星宇高科应用技术电阻式位移传感器拉绳位移传感...

mts位移传感器中文名MTS位移传感器MTS磁致伸缩测量产品Temposonics®R-系列一个高精度、快速、同步位置控制的智能传感器系列。适合要求高的机械自动化...