光纖E+E位移傳感器的巨磁伸材料磁伸系數(shù)測量
超磁致伸縮材料(Gaint Magnetostrictive Material)是自20世紀70年代迅速發(fā)展起來的新型功能材料,目前已被視為21世紀提高國家高科技綜合競爭力的戰(zhàn)略性功能材料,由于它在室溫下具有機械能—電能轉(zhuǎn)換率高、能量密度大、響應(yīng)速度快、可靠性好、驅(qū)動方式簡單等優(yōu)點,引發(fā)了傳統(tǒng)電子信息系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、振動系統(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)測量
因此,獲得精確的GMM的性能參數(shù),特別是磁伸參數(shù),對材料的開發(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)的測量。目前典型的GMM為Terfenol-D,它的磁致伸縮系數(shù)一般微米級,因此它的測量屬于微位移測量范圍。現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,對微位移測量的精度和方式提出了更多、更高的要求,與此同時隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展,光纖傳感器以其無以能比的優(yōu)勢應(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)計了一種光強調(diào)制型光纖微E+E位移傳感器,對提出的光纖E+E位移傳感器進行了介紹,其發(fā)明思想來源于游標卡尺的細分原理。它利用相對運動的兩套標尺刻線數(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,得到更多的原始脈沖信號,等效于脈沖倍頻或插值,達到提高分辨率的目的。介紹了這種傳感器的設(shè)計思想、工作原理、波形分析、精度分析和樣機試驗效果等。給出了傳感器的總體設(shè)計方案,并就傳感器中的探頭、調(diào)制光源與驅(qū)動,光電轉(zhuǎn)換與接收、微弱信號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,實驗發(fā)現(xiàn),光纖探頭與被測面距離370μm-470μm時線性度,并且把該區(qū)域作為文中測量磁致伸縮系數(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)計了一套磁致伸縮系數(shù)測量儀。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)隨磁場的變化量由文中設(shè)計的磁致伸縮系數(shù)測量機械機構(gòu)產(chǎn)生,通過微E+E位移傳感器獲得被測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)測量
傳統(tǒng)的柵線刻制時只要求均勻,而研究結(jié)果證明,差線柵刻線的粗細、稀密,差線數(shù)大小將直接影響信號的多少、大小、波形和精度,因此將對傳統(tǒng)的柵式E+E位移傳感器技術(shù)產(chǎn)生重要影響。主機軟件系統(tǒng)采用C語言編寫,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。給出了被測樣品隨著外加磁場的變化的磁致伸縮系數(shù)的曲線,實驗結(jié)果表明,儀器在磁致伸縮參數(shù)的測量中有著良好的表現(xiàn),達到了預期的目標。