[發明專利]基于巨磁電阻效應的位移測量裝置及楊氏模量的測量方法

有效

• 申請號: 201310309760.6
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103353274A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 梁志強;莊明偉;韓立銘
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01N3/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

1.基于巨磁電阻效應的位移測量裝置，其特征是，包括傳感器測量電路，傳感器測量電路設置在平臺上，平臺與滑動臺相連，滑動臺通過螺旋測微計的絲桿與螺旋測微計連接，螺旋測微計與讀數支架連接，讀數支架設置在底座上。

2.如權利要求1所述的基于巨磁電阻效應的位移測量裝置，其特征是，所述傳感器測量電路與平臺活動連接。

3.如權利要求1所述的基于巨磁電阻效應的位移測量裝置，其特征是，所述傳感器測量電路包括巨磁電阻傳感器及與巨磁電阻傳感器相配合的偏置磁場，巨磁電阻傳感器的輸出端與電位差計相連。

4.基于巨磁電阻效應的位移測量裝置的楊氏模量的測量方法，包括以下步驟：

步驟一：利用螺旋測微計及讀數支架給巨磁電阻傳感器在垂直方向定標；

步驟二：將巨磁電阻傳感器退回初始位置，保證其位置與定標時的初始位置相同，通過增加砝碼得到電位差計的測量值，利用計算出金屬絲的楊氏模量；

式中，Y為金屬絲的楊氏模量，L為金屬絲原長，d為金屬絲直徑，F為金屬絲下面懸掛砝碼的重量，Δl為金屬絲在砝碼拉伸作用下的微小長度變化量，π為圓周率。

5.如權利要求4所述的測量方法，其特征是，所述步驟一中定標的具體過程為：將兩片磁鋼通過吸引力固定在被測金屬絲上，兩片磁鋼距巨磁電阻傳感器7cm且在其上方，首先調節步進讀數盤和滑線讀數盤使檢流計指零，使巨磁電阻傳感器向上運動每次100um的距離，得到對應的輸出電壓，調節步進讀數盤和滑線讀數盤使檢流計再次指零，重復上述實驗，做出巨磁電阻傳感器位移為橫坐標x、輸出電壓為縱坐標y的定標圖，用matlab將數據擬合并繪出曲線圖。

6.如權利要求5所述的測量方法，其特征是，所述步驟一中巨磁電阻傳感器位移與輸出電壓的關系式：U＝kX+161.286??（1）

利用關系式（1），根據繪出曲線圖得出k值，

式中，U為電位差計精確測出的巨磁電阻傳感器的輸出電壓，X為巨磁電阻傳感器的位移，k為數據擬合曲線的斜率。

7.如權利要求4所述的測量方法，其特征是，所述步驟二中測量過程為：每增加被測金屬絲下一個砝碼，電位差計顯示一個讀數，用逐差法處理電位差計測量數據并取平均值得ΔU，將ΔU及步驟一中的k值帶入關系式：Δl＝ΔU/(k*4)，得到Δl值，最后由

Y=4FLπd2Δl---(2)]]>

得到金屬絲的楊氏模量，式中，ΔU為電壓的平均值，Y為金屬絲的楊氏模量，L為金屬絲原長，d為金屬絲直徑，F為金屬絲下面懸掛砝碼的重量，Δl為金屬絲在砝碼拉伸作用下的微小長度變化量，π為圓周率，k為數據擬合曲線的斜率。