[實用新型]一種基于超磁致伸縮逆效應壓力傳感器

有效

• 申請號: 201920684320.1
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN209589305U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 崔路飛;王傳禮;喻曹豐;熊美俊
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01L1/12
• 分類號: G01L1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種基于超磁致伸縮逆效應壓力傳感器，屬于傳感器領域。其結構特征為：整體結構為軸對稱式圓柱結構，設置有隔磁圓筒，其中心處開有通孔，隔磁圓筒右側設置為上導磁體；線圈骨架用來繞制偏置線圈且內部安裝有超磁致伸縮棒，超磁致伸縮棒右側安裝有導磁墊片，導磁墊片右側安裝有隔磁鋼環，隔磁鋼環內部粘貼并固定霍爾傳感器；超磁致伸縮棒左側安裝導磁塊，頂桿分別穿過通孔、預緊彈簧和預緊螺栓，其之間留有微量的間隙，導磁塊、上導磁體、圓筒磁軛與下導磁體形成閉合的磁路；預緊螺栓與端蓋之間通過螺紋連接固定，端蓋與殼體通過內槽螺釘連接固定，其起到保護內部的結構。本實用新型結構緊湊，牢固可靠。

技術領域

本實用新型屬于傳感器領域，具體涉及一種基于超磁致伸縮逆效應壓力傳感器。

背景技術

壓力傳感器在工業上有著廣泛的應用，目前比較典型的壓力傳感器有：壓電式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、電阻應變式壓力傳感器。壓電式壓力傳感器是基于壓電材料的壓電效應制作的傳感器，由于壓電式壓力傳感器的輸出為微弱的電荷量，所以必須外加電壓放大器，且電壓和外接的電纜種類和長度有關，所以實際使用不方便。電容式壓力傳感器是一種非接觸式的傳感器，由于電容式壓力傳感器的電容量的變化是很微小的，因此需要外加復雜的信號放大電路，所以測試系統較為復雜。電阻應變式壓力傳感器是一種將應變片粘貼在被測試試件上或者具有彈性的傳感器上，因此，粘合劑的物理性能將直接影響應變計的特性，容易產生測量誤差。

超磁致伸縮材料憑借其諸多特點而被譽為21世紀高科技戰略資源材料，它能量轉化率高并且可以實現電磁和機械能之間的可逆轉化，同時又具有超快的響應速度，輸出力大，帶載能力強等特點，它是繼永磁、磁光、高溫超導等材料之后又一個新興的功能材料，利用超磁磁致伸縮逆效應制備傳感器是近年出現的研究熱點。磁通密度變化是磁致伸縮材料逆效應的一個特點，河北工業大學樊長在等人根據超磁致伸縮棒磁通密度變化的特點研制了磁致伸縮力傳感器，并用特斯拉計測量受力后磁通密度的變化，效果較好，但由于漏磁嚴重，誤差較大。目前測量磁通密度的方法較多，主要有：超導測磁法、磁通門磁力計法、光泵測磁法。這些測磁方法要么價格較高，要么實際中實施起來較為復雜。

實用新型內容

為解決上述背景技術中提出的問題，本實用新型的目的在于提供一種基于超磁致伸縮逆效應壓力傳感器，此壓力傳感器結構簡單，壽命長，帶載能力強，維護方便，響應速度快，適應惡劣工作環境。同時施加了閉合磁路裝置與防止漏磁裝置，實現傳感器信號測試準確。由霍爾傳感器檢測超磁致伸縮Terfenol-D在受到壓力變化時磁通密度的變化，并把該變化轉換成電壓信號的輸出，實現靜態力與靜態位移的測量。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種基于超磁致伸縮逆效應壓力傳感器，包括端蓋、殼體、外套、隔磁圓筒、接線端子和隔磁端蓋，所述殼體內部安裝有外套，且殼體一側處開有輸電孔，所述輸電孔用于連接接線端子，外套內部且相鄰處分別設置有隔磁圓筒和隔磁端蓋，隔磁圓筒中心處開有通孔，且隔磁圓筒內部安裝有上導磁體，隔磁端蓋左側安裝有下導磁體，上導磁體與下導磁體之間由外到里分別設置有圓筒磁軛、偏置線圈、線圈骨架與超磁致伸縮棒，線圈骨架用來繞制偏置線圈，且線圈骨架內部安裝有超磁致伸縮棒，超磁置伸縮棒右側安裝有導磁墊片，導磁墊片右側安裝有隔磁鋼環，隔磁鋼環內部粘貼并固定霍爾傳感器，且超磁致伸縮棒左側安裝導磁塊，導磁塊用于連接頂桿，頂桿分別穿過通孔、預緊彈簧和預緊螺栓，其之間留有微量的間隙，預緊螺栓與端蓋之間通過螺紋連接固定，端蓋與殼體通過內槽螺釘連接固定，導磁塊、上導磁體、圓筒磁軛、下導磁體形成閉合的磁路，隔磁圓筒、隔磁端蓋、頂桿封裝成一個閉合的隔磁回路。

優選的，所述端蓋一端用四個內槽螺釘連接與殼體，且端蓋中心處開有輸出孔，所述端蓋輸出孔和預緊螺栓的外徑用螺紋連接。

優選的，所述頂桿為階梯型結構，頂桿一端通過預緊螺栓，且之間用預緊彈簧相連，其之間留有微量的間隙，通過調節預緊螺栓與具有螺紋輸出孔的端蓋之間的螺紋配合長度來改變預緊彈簧的壓縮量，把力傳遞給頂桿，然后作用在超磁致伸縮棒，進而實現對預緊力的方便調節。