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磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器研制
對磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器的室溫及高溫性能進(jìn)行了研究,為磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器在惡劣工況(如傾斜搖擺、振動(dòng)沖擊)及高溫高壓等特殊環(huán)境方面的應(yīng)用作準(zhǔn)備。研究并設(shè)計(jì)了高溫大磁致伸縮材料,并在此基礎(chǔ)上制備出了高居里溫度(Tc=366.3℃)、大飽和磁致伸縮系數(shù)(λ_s=28×10~(-6))磁致伸縮材料。由該材料組裝的磁致伸縮E+E位移傳感器能在高溫(300℃)環(huán)境下工作,并具備較高的可靠性。

磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器研制
磁致伸縮直線E+E位移傳感器是利用磁致伸縮材料的磁致伸縮效應(yīng)及其逆效應(yīng)實(shí)現(xiàn)位移測量的一種非接觸式E+E位移傳感器。它有非接觸、精度高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性可靠、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、成本適中等眾多優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛應(yīng)用于石油、化工、水利、飲料、航空、船舶等行業(yè)的各種罐儲(chǔ)的液位測量系統(tǒng)中，另外在機(jī)床、液壓控制等位移測量中也有廣泛應(yīng)用。首先介紹了磁致伸縮直線E+E位移傳感器的測量原理。然后對傳感器中的運(yùn)用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了原理的分析和實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化。在激勵(lì)脈沖發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)中，提出了一種低成本、低功耗同時(shí)又兼顧脈沖質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)方案，特別是把脈沖的幅值提高到了60V。在回波信號(hào)拾取裝置的設(shè)計(jì)中，先通過理論分析得出了影響拾取信號(hào)的因素，然后實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定了其中關(guān)鍵的參數(shù)。主要研究工作包括:對高溫大磁致伸縮材料進(jìn)行了合理的合金成分設(shè)計(jì),并制備出了一種新型的可用于高溫使用的磁致伸縮材料。研究了磁致伸縮合金材料的耐高溫性能、熱物理等性能;并對材料的冷熱加工工藝、zui終熱處理工藝、磁性能、金相組織、居里溫度進(jìn)行了研究;并對比分析了經(jīng)高溫?zé)崂匣幚砬昂蟛牧系南嚓P(guān)性能。對磁致伸縮E+E位移傳感器用高溫永磁體進(jìn)行了研究,對高溫永磁體進(jìn)行成分設(shè)計(jì),對比分析了經(jīng)高溫?zé)崂匣幚砬昂蟾邷赜来朋w的相關(guān)性能的變化。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器總體結(jié)構(gòu),并研究傳感器激勵(lì)電路、信號(hào)接收與處理電路。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器輸出的線性化、溫度補(bǔ)償、抗干擾等。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器的總體性能:測量分辨率精度、重復(fù)性精度、溫度系數(shù)。研究了磁致伸縮E+E位移傳感器在惡劣過程環(huán)境下(抗振動(dòng)、抗沖擊、高溫、高壓等)的可靠性。

磁致伸縮材料及其E+E位移傳感器研制
實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果得到傳感器的線性度為±0.002184%，遲滯為0.0014875%，重復(fù)性為±0.003%，這些靜態(tài)指標(biāo)均能達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)傳感器又具有低成本、低功耗、多接口等優(yōu)點(diǎn)。研究工作為磁致伸縮材料的高溫應(yīng)用與開發(fā)提供了支撐,特別是對于磁致伸縮E+E位移傳感器的高溫研究與開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。