双旁路磁弹索力传感器.pdf

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1、94传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第5期双旁路磁弹索力传感器刘小亮，陈伟民，章鹏，刘琳(重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆400044)摘要：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

2、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0．0701mV／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。关键词：磁弹索力传感器；磁路分析；双旁路；拉力试验中图分类号：TP212；TH702文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)05--0094--04Doubleby-passmagneto—elasticcabletensions

3、ensorLIUXiao—liang，CHENWei—min，ZHANGPeng，LIULin(KeyLaboratoryofMinistryofEducationforOpto-electronicTechnology&System，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Animprovedcabletensionsensorwithdoubleby—passexcitationisdiscussedbasedonprincipleofmagn

4、eto—elasticcabletensionsensor．Magneticcircuitanalysisofdoubleby—passcabletensionsensor’Sstructureiscarriedoutbycalculatingmagneticresistance．Afterresearchingthedesignofthedoubleby—passsensor，thedesignprinciplesofthesensor’Sstructureandthedesignmethodofthese

5、nsor’Scoilparametemareproposed．Consideringtheresidualmagnetismeffectofcablematerial，plus—minusimpulsecurrentisadoptedtoexcitemagneticfield．Thesensor’Soperatingpointisoptimizedaccordingtothematerialcharacteristicsofcablematerial’Smagneto—elasticeffect．Tensio

6、nexperimentsofdoubleby—passmagneto—elasticcabletensionsensorarecarriedout．Theresultindicatesthatthesensitivityofdoubleby—passmagneto—elasticcabletensionsensoris0．070lmV／MPaandtherepetitiveerrorislessthan0．49％．Thedesignofsensor．theelectionofmagnetizationmeth

7、odandtheoptimizationofoperatingpointarereasonable．Thedoubleby—passmagneto-elasticcabletensionsensoriSsuitableforcabletensionmeasurement．Keywords：magneto—elasticcabletensionsensor；magneticcircuitanalysis；doubleby—pass，tensionexperiment0引言用外旁通的线圈组合方式解决安装、更换问题

8、的旁路式磁磁弹索力传感器利用钢缆索材料的磁应力效应，通过弹索力传感器便应运而生，目前主要以单旁路传感器测量由应力引起的磁导率的变化来反推应力的变化。最早为主，文献[9]中提出了双旁路传感器结构的思想，与单旁提出的磁弹索力传感器磁路开路，内部磁场分布较复路传感器相比，该种结构的传感器利用对称的励磁磁场分杂，漏磁场、退磁场较大，且缆索内磁场分布不均，所以难以布，能使缆索磁化更均匀，对励磁电流的要求也更小