[發明專利]一種測量磁致伸縮系數的新方法

無效

• 申請號: 201210121637.7
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102621508A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 郭敏強
• 申請（專利權）人: 郭敏強
• 主分類號: G01R33/18
• 分類號: G01R33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及新方法，特別是一種測量磁致伸縮系數的新方法，屬于功能材料性能開發領域。

背景技術

磁致伸縮材料是重要的能量與信息轉換功能材料。磁致伸縮材料在磁場作用下能發生可逆形變，主要在磁場方向發生形變，在交變磁場作用中發生反復伸張與縮短，從而產生振動或聲波，這種材料可將電磁能（或電磁信息）轉換成機械能或聲能（或機械位移信息或聲信息）。同樣也可以將機械能（或機械位移與信息）轉換成電磁能（或電磁信息），它是重要的能量與信息轉換功能材料。并且在聲納的水聲換能器技術、電聲換能器技術、海洋探測與開發技術、微位移驅動、減振與防振、減噪與防噪系統、智能機翼、機器人、伺服控制、自動化技術、燃油噴射技術、閥門、泵、波動采油等高技術領域有廣泛的應用前景。

在國內，近年來許多研究者利用超磁致伸縮材料設計制作了主動振動控制器，并對其進行了試驗與分析，取得了較好的控制效果，有的達到了30dB的主動控制效果。目前這些研究僅限于微制造、機械、軍事及航空等領域，所研制的控制器還只能控制小型結構或器械。

美國的一項研究表明，在機翼結構中使用磁致伸縮致動器，可使機翼阻力降低85％。相信在不久的將來我們用智能材料制成的飛機機翼，就可以像魚尾巴一樣行動自如，自行彎曲、自動改變形狀，從而改進升力和阻力，使飛機飛得更高、更快。

磁致伸縮系數是磁致伸縮材料的特性參數。對磁致伸縮材料進行研究，最基礎也是最關鍵的工作就是對靜態磁致伸縮性能的測量，其是磁致伸縮材料非常重要的參數之一，與材料的組成、種類和外磁場的大小等因素有關。目前測量磁致伸縮系數的方法主要有邁克爾遜測量法、光杠桿和機械杠桿組合測量法等。邁克爾遜測量法中要注意測量樣品和其兩端夾件的粘接，雖然該系統靈敏度高，但它所需要的干涉儀是比較精密的光學儀器，比較“嬌嫩”，也比較笨重，系統的調節步驟比較嚴格，對操作者的實驗技能要求較高。光杠桿和機械杠桿組合測量法無需專門儀器，由于機械杠桿和光杠桿的復合聯動，存在一定的系統誤差，而且測量過程中望遠鏡的對焦不準，視差，儀器的晃動等都會引起讀數誤差，測量精度不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量磁致伸縮系數的新方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：介紹一種新型的非平衡電橋電路測量結合檢流計偏轉值計算磁致伸縮系數的實驗方法。以非平衡電橋為基礎，將兩個橋臂固定為等值電阻，剩余的兩個橋臂一個用作初值測量，另一個作為實驗測量。在測量處用雙電阻，一個用來等值定標，一個用來連接測量的材料。給電路提供3—5V的電壓，由連接的滑動電阻器控制電壓大小，先測出材料上所貼應變片的阻值，再將與其處于同位置的電阻箱調節到應變片阻值，接著一直向一個方向調節電阻箱阻值，觀察檢流計示數的變化。定標結束后，取得定標斜率值，再下來將材料置入磁場中，不斷變化磁場，記錄每次檢流計的示數變化，將其和上面的定標斜率一塊代入以此實驗電路特點推導出來的磁致伸縮系數公式中，最后將每個結果與對應的磁場對應起來，即可得到所需要的結果。由于非平衡電橋橋身本身具有可以檢測微弱變化的性質，再加之橋上加入直流復射式檢流計的精細變化，可以精準的測量到磁致伸縮系數的變化。

本發明的有益效果是：測量人員只需在檢驗定標之后直接置材料于磁場中，在相同的磁場間隔內從檢流計上讀出檢流計偏轉值α，將其代入本文給出的含有檢流計偏轉值參數的磁致伸縮系數計算公式即可求得實驗結果，克服了以前非平衡電橋操作計算復雜的缺陷，具有測量步驟簡潔快速，操作方便，測量精度高，所用精密儀器少的優點，另外，該電橋裝置構成可以消除因溫度、磁阻效應而產生的漂移等現象的影響，具有溫度補償作用。

附圖說明

圖1為磁致伸縮縮系數測量實驗電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體結構作進一步說明。

圖1中，1—開關K₃，2—定值電阻R₁，3—直流復射式檢流計，4—開關K₂，5—定值電阻R₄，6—恒壓電源，7—電阻箱R₂，8—磁致伸縮材料材料（貼有應變片），9—電阻箱R₃，10—滑線變阻器，11—開關K₁，12—導線。