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超磁致伸缩材料特性及其换能器测试技术研究

作　者: 陈志中
导　师: 王博文
学　校: 河北工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 超磁致伸缩材料 软磁材料 换能器 特性测试
分类号: TB552
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 77次
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内容摘要


稀土超磁致伸缩材料是近些年来发展起来的一种新型功能材料,它具有磁致伸缩应变大、能量密度高、磁机耦合系数高、响应速度快等一系列优点,在换能、驱动、传感、精密定位、降噪减振等高新技术领域有着广阔的发展前景。根据课题要求,对超磁致伸缩材料特性与换能器的输出特性进行测试与分析,研究对于超磁致伸缩材料及其换能器的发展具有重要意义。本文首先介绍了磁致伸缩现象产生的机理,对超磁致伸缩材料的发展、现状及主要性能进行了介绍,对目前国内外超磁致伸缩换能器的研究现状与应用进行了概述,在此基础上论述了论文选题的意义与主要研究内容。然后,论文讨论分析了静态磁性参数的测试原理与测试方法。采用MIN-2000S磁性能测量系统对环形软磁材料样品进行了静态特性参数的测试,为了保证测试技术的准确性,对同一样品进行多次测量,比对测量结果并进行误差分析。测试了不同材料样品的静态特性参数,对实验数据和图形进行对比分析,确定误差来原与测试注意事项,确保测试方法的准确性。超磁致伸缩材料具有优异的磁致伸缩特性,它的特性参数是设计超磁致伸缩换能器的前提。基于上述测试技术,对超磁致伸缩材料的特性进行测试与分析,确定磁致伸缩棒的特性参数,指导超磁致伸缩换能器的设计与制作。最后,论文分析了超磁致伸缩换能器的输出特性测试技术。包括换能器的工作原理,动静态输出特性的测试原理,以及测试系统的组成。主要研究换能器在不同偏置磁场下的输出应变的变化,经过多次测试,对实验结果进行比对与分析,保证测试结果精度高、误差小,得到的实验结果对于换能器的设计与开发具有重要意义。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 超磁致伸缩材料的特性及应用  8-10
    1-1-1 磁致伸缩的定义  8
    1-1-2 磁致伸缩材料的分类与性能  8-9
    1-1-3 超磁致伸缩材料的应用  9-10
  1.2 超磁致伸缩换能器的现状与应用  10-11
  1.3 本论文的选题意义及主要研究工作  11-13
第二章 软磁材料特性测试技术  13-23
  2.1 磁性材料的分类  13-14
    2-1-1 永磁材料  13
    2-1-2 软磁材料  13-14
  2.2 软磁材料测量原理及测试系统介绍  14-15
  2.3 应用测试系统对软磁性材料静态特性的测量  15-23
    2-3-1 软磁材料样品及线圈的选定  15-17
    2-3-2 软磁材料静态特性的测试  17-21
    2-3-3 测量结果的误差分析及注意事项  21-23
第三章 超磁致伸缩材料特性的测试技术  23-38
  3.1 超磁致伸缩材料的基本静态参数及测试  23-26
    3-1-1 磁致伸缩材料的静态磁导率及测量  23
    3-1-2 磁致伸缩材料的磁场及磁滞回线的测量  23-26
    3-1-3 磁致伸缩材料的杨氏模量  26
  3.2 磁致伸缩材料的特性介绍  26-28
    3-2-1 磁致伸缩产生机制介绍  26-27
    3-2-2 超磁致伸缩材料的基本特性  27-28
  3.3 超磁致伸缩材料静态磁致伸缩的测试  28-38
    3-3-1 电阻应变片的结构介绍  28-29
    3-3-2 电阻应变片的选择和使用方法  29-30
    3-3-3 电阻应变片的测量原理及其装置  30-32
    3-3-4 磁致伸缩材料应变的测试及分析  32-38
第四章 超磁致伸缩换能器输出特性测试与实验研究  38-47
  4.1 超磁致伸缩换能器的结构及工作原理  38-39
  4.2 超磁致伸缩换能器输出特性测试原理  39-43
    4-2-1 磁致伸缩换能器静态输出位移和电流关系  39-41
    4-2-2 磁致伸缩换能器静态输出位移和力的关系  41
    4-2-3 磁致伸缩换能器动态输出位移和电流关系  41-42
    4-2-4 磁致伸缩换能器动态输出电压和频率关系  42-43
  4.3 超磁致伸缩换能器的输出特性测试系统  43-45
    4-3-1 磁致伸缩换能器静态测试系统组成  43-44
    4-3-2 磁致伸缩换能器动态测试系统  44-45
  4.4 超磁致伸缩换能器的输出特性实验  45-47
第五章 总结与展望  47-48
参考文献  48-50
致谢  50

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 声学工程 > 超声工程 > 超声换能器
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