重庆市科技攻关计划(CSTC2008AC2009)
- 作品数：7 被引量：32H指数：4
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- 钢缆索索力磁性传感理论模型与实验研究被引量：15
- 2010年
- 基于逆磁致伸缩效应,建立钢缆索的索力传感理论模型,深入讨论了施加在缆索材料上的力信号(外力和应变)与磁信号(磁感应强度、磁场强度)之间的相互耦合关系。通过对缆索材料磁导率进行泰勒级数展开,得到磁感应强度,加载外力与激励磁场之间的关系。在此基础上,分析了当分别采取稳恒磁场激励和交流磁场激励下,磁感应强度随加载外力的变化情况,并做了仿真。结果表明:不论是稳恒磁场激励,还是交流磁场激励,磁感应强度都随加载外力的增大而变大。针对所设计的环式索力传感器,完成了索力测量原理推导,通过输出感应积分电压可求得索力,并且在只考虑一阶泰勒展开系数时,输出积分电压与索力成线性关系。最后搭建实验系统,通过万能拉力机完成了传感器的外力加载实验。结果表明:传感器灵敏度能达到1.69mV/kN,最大重复性误差为0.286%,也表明所建立的理论模型是合理的。
- 陈伟民姜建山章鹏刘琳刘小亮
- 关键词：逆磁致伸缩效应磁感应强度
- 基于磁弹效应的索力传感器原理与实验研究被引量：9
- 2008年
- 从逆磁致伸缩原理出发,推导出材料的磁导率与材料所受外力,外磁化强度及材料的温度有关。在此基础上,推出了磁导率与索力的基本关系式。讨论了一种双套筒结构的索力传感器,包含激励线圈,感应线圈。选用脉冲式的恒定电流激励,测量感应线圈上感应电压的变化来反映拉力的情况。并对磁导率的工作点选取方法做了重点讨论,同时也做了温度补偿。最后,利用万能拉力机做了传感器的拉力实验。结果表明,该索力传感器结构简单,测量重复性好,可用于桥梁等大型结构的索力测量。
- 姜建山黄尚廉唐德东陈伟民
- 关键词：索力温度补偿
- 套筒式磁弹索力传感器设计研究被引量：2
- 2010年
- 针对套筒式磁弹索力传感器的设计主要凭经验的现状,在详细分析套筒式磁弹索力传感器原理、传感器结构及内部磁场分布的基础上,对传感器的设计进行了研究,提出了能针对具体尺寸缆索设计相应套筒式磁弹索力传感器的设计方法;用此设计方法对某实际工程上应用的缆索的传感器进行设计,并完成传感器内部磁场分布仿真和传感器拉力实验,结果表明:传感器达到预期的设计效果,且传感器灵敏度达-0.3535mV/Mpa,此设计方法可行。
- 刘小亮陈伟民刘琳章鹏罗伟任林娇
- 关键词：传感器设计方法
- 双旁路磁弹索力传感器被引量：2
- 2011年
- 基于磁弹索力传感器测量的基本原理,讨论了一种改进型双旁路磁弹索力传感器;利用磁阻分析法对双旁路磁弹索力传感器的结构进行磁路分析,并进行设计方法研究,提出了具体的结构设计准则与线圈参数设计方法;考虑剩磁的影响,对励磁方式的选择进行了详细分析,采用了正负脉冲电流励磁;根据钢缆索材料磁弹效应的材料特性优化传感器的励磁磁场工作点;针对直径为7mm的钢缆索单丝在高精度拉力机上完成拉力试验,结果表明:双旁路磁弹索力传感器灵敏度为0.070 1 mV/MPa,最大重复性误差为0.49%,传感器设计、励磁方式与工作点选择合理,达到了预期的效果,可用于钢缆索的索力测量。
- 刘小亮陈伟民章鹏刘琳
- 关键词：磁路分析
- 钢缆索材料磁弹效应的材料特性实验研究被引量：3
- 2011年
- 钢缆索材料磁弹效应的材料特性是磁弹索力传感器励磁磁场工作点优化的依据,而目前又缺少相关报道。针对此问题,以铁磁材料磁弹效应理论为指导,提出钢缆索材料磁弹效应材料特性研究的实验方案;根据缆索材料式样设计线圈,搭建实验系统,最后针对钢缆索单丝材料完成其磁弹效应的材料特性实验;结果表明:钢缆索材料磁导率随外力增加而减小,在磁化饱和区以内,随着磁场的增加其磁弹效应越强,在磁化近饱和区,磁弹效应最明显,为磁弹索力传感器励磁磁场工作点的优化提供了依据。
- 刘小亮陈伟民刘琳章鹏罗伟
- 关键词：索力传感器材料特性
- 传感器内部磁场分布对磁弹索力传感器性能的影响被引量：4
- 2012年
- 为了掌握磁弹索力传感器中磁场分布特点及其对传感器性能的影响,为磁弹索力传感器的设计提供参考,在讨论磁弹索力传感原理基础上,结合磁弹索力传感器结构原理分析磁弹索力传感器内部激励磁场及退磁场分布特点;在同样激励线圈的磁场条件下,通过改变感应线圈长度模拟内部磁场分布的均匀性变化情况,从而对传感器输出与应力关系进行对比性的仿真计算;并按照理论仿真思路,进行实验验证;实验结果表明:磁场均匀性从75%降低到25%时,传感器灵敏度从0.026 9 mV/MPa降低到0.021 9 mV/MPa,重复性误差从0.228%增加到0.734%,与理论仿真定性相符合。
- 刘小亮陈伟民章鹏刘琳罗伟
- 关键词：索力传感器
- 旁路励磁的钢缆索索力传感器参数设计与实验被引量：6
- 2009年
- 建立钢缆索索力传感理论模型,分析了施加在缆索材料上的力信号(外力和应变)与磁信号(磁感应强度、磁场强度)之间的耦合关系;提出一种改进的旁路励磁索力传感器,用磁导分析法对磁路做了详细的推导,结果表明可通过检测感应线圈的感应电压反映材料所受的外力;在缓变力情况下,传感器灵敏度与感应线圈的匝数、外激励磁化场及该磁化场下的材料磁导率有关。重点从激励磁化方式、参考工作点的选取、传感器的尺寸设计等三方面做了讨论,确定了传感器的参数。最后,利用万能拉力机对该种结构的传感器做了拉力模拟实验,传感器最大重复性误差为0.27%,实验结果与理论基本一致,表明所建立的索力传感器理论模型可行,对传感器的磁路计算、参数设计合理,可用于钢缆索的索力测量。
- 姜建山陈伟民黄尚廉
- 关键词：逆磁致伸缩效应传感器模型参数设计
