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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划磁性材料与器件 关于磁致伸缩系数λ的测量 一、目的意义 能源、材料和信息并列为现代科学技术的三大支柱,这三大支柱是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一,其中材料科学显得尤为重要。磁致伸缩材料(MagnetostrictiveMaterial)是自20世纪70年代迅速发展起来的新型功能材料，目前已被视为21世纪提高国家高科技综合竞争力的战略性功能材料，由于它在室温下具有机械能—电能转换率高、能量密度大、响应速度快、
2、可靠性好、驱动方式简单等优点，引发了传统电子信息系统、传感系统、振动系统等的革命性变化。磁致伸缩系数是标志磁致伸缩材料性能优劣的关键参数，磁致伸缩系数越大其材料的能量密度越大，获取较大的磁致伸缩系数也是研究人员的目的之一，因此,获得精确的GMM的磁致伸缩系数,对材料的开发应用具有重要意义。本文主要以铁镍合金为例来说明磁致伸缩系数这一性能参数的测量。目前典型的GMM为Terfenol—D,它的磁致伸缩系数一般微米级,因此磁致伸缩系数的测量属于微位移测量范围，对测量的要求较高。 二、原理与测试方法 1、磁致伸缩效应原理目的-通过
3、该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 铁磁体在外磁场的作用下被磁化后，其长度及体积发生了变化，，这种现象称为磁致伸缩效应。磁致伸缩现象是1842年由著名物理学家焦(Joule)发现的,故又称为焦耳效应。 图一磁畴磁化与磁致伸缩效应 当磁致伸缩材料未被磁化时，其内部的磁畴取向是随机的，由于材料内部磁畴的 方向和大小在宏观上相互抵消，所
4、以其总体上的磁场强度H为0.如图一所示。以长方形磁致伸缩材料为研究对象，当材料沿其L边被磁化后，它的内部磁畴取向基本一致，如图一所示。这时，在宏观上对外其磁场强度为H1.但是，在材料被磁化的同时，材料本身的外形也发生了变化，沿磁化方向伸长了?L，沿垂直磁化方向缩短了?W，这就是磁致伸缩效应。 磁致伸缩现象的大小用磁致伸缩系数表示。在磁化过程中,磁体沿磁化方向单位长度发生的伸缩量称为线磁致伸缩系数,用λ表示,表达式为 ???LL 式中:?L此为材料长度变化量；L为材料原始长度。?符号为正时,表示材料随磁场强度增强材料的长度是
5、伸长的，称为正磁致伸缩；元符号为负时,表示材料随磁场强度增强材料的长度是缩短的,称为负磁致伸缩。 2、磁致伸缩系数的测量方法目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 目前国内外测量磁致伸缩系数的方法有电阻应变片法、电容法、光杠杆法、干涉法等。其中电阻应变片法和电容法是比较完善的测量方式,另外,根据不同的测量原理,还有磁矩转动法、铁
6、磁共振法、位移传递法等测量方式。下面以电阻应变法为例来说明磁致伸缩系数的测量。 图2单臂工作电桥 将电阻应变片粘贴在超磁致伸缩材料上,再把贴有应变片的样品放入磁场中，在磁场的作用下样品产生磁致伸缩?L，磁致伸缩引起应变片的电阻R发生L 变化，当?R?L较小时，电阻的相对变化可表示为：RL ?R?L?KRL 超磁致伸缩材料的形变会传递到应变片上,从而转化为电阻的变化,通过测量电阻的变化而测定磁致伸缩系数?。电阻应变仪最常见的测试电路是采用单臂电桥,如图2所示。若R1=R2=R3=R4=R,则输出电压为： UO?Ui?R
7、?4R 将此电压通过放大器放大后,换算成应变片电阻阻值的变化可知样品应变的变化： ??4Uo?KUi目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 这种测试技术在磁致伸缩参数测量中具有许多独特的优点，例如结构简单、尺寸小、分辨率高、灵敏度高等优点。但是应变片法也有缺陷,测量时,必须保证样品与应变片良好粘合,必须消除电动势和热电势的影响
8、,对引线的材料、长短及焊接均需加以考虑,还要注意减小样品的波动等。 三、测试结果与分析 在对不同的磁场强度下进行测试之后，可得磁致伸缩系数λ与磁场强度H的关系曲线。如图三所示。 图3不同磁场强度下的磁致伸缩系数② 由图中可知有以下结果： ①磁致伸缩系数
