[發(fā)明專利]一種磁電復合材料傳感器的測試方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113687277B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 龐翠娟;李一波;張曉燕;李宗津;邊金;裴華富;張津瑞
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02;G01L25/00
• 代理公司: 廣州專理知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 鄧易偲

本發(fā)明提供了一種磁電復合材料傳感器的測試方法及系統(tǒng)，設置初始狀態(tài)直流磁場并記錄磁電復合材料在初始狀態(tài)直流磁場下的初始狀態(tài)感應電壓，進而設置第一組磁場增量值并記錄磁電復合材料在初始狀態(tài)直流磁場下加上第一組磁場增量值后對應的不同感應電壓，將記錄到的不同磁場下對應的不同感應電壓作為第一組增量感應電壓值，通過第一組磁場增量值和第一組增量感應電壓值計算感應電壓對應直流磁場的變化度，以磁場變化步長改變初始狀態(tài)直流磁場，由此獲取感應電壓達到最高值時的直流磁場值，實現(xiàn)了根據(jù)較小的步長磁場變化控制電壓變化達到磁電復合材料的電壓最高值的優(yōu)化效果。

技術領域

本發(fā)明屬于傳感器領域，具體涉及一種磁電復合材料傳感器的測試方法及系統(tǒng)。

背景技術

水泥基磁電復合材料與混凝土結構之間的適用性和耦合性優(yōu)秀，具有和混凝土一致的耐久性，利用其高效的磁、力、電多重響應，卓越的感知性能與靈敏度，將傳感、驅動和控制多功能性集成于一體，于基建工程監(jiān)測領域有重大的作用。

由壓電或磁致伸縮性能對材料力學性能的響應關系均是線性的，可推斷磁電耦合響應對激勵信號亦存在線性的對應關系。先依據(jù)前部分研究內(nèi)容得到的壓電、磁致伸縮性能的變化規(guī)律與特性，建立起輸入與響應的對應關系。根據(jù)施加的磁場場強輸入，對應于測量出的誘導電壓，標定出磁電復合材料的磁電耦合響應標準化直線，以擬合直線的斜率作為感知性能的敏感度評價指標，結合磁致伸縮與壓電性能的線性響應關系可推算出結構中受到的應力或應變。

在公開號CN103066201B的專利文獻中提供的一種多場耦合制備磁電復合材料的方法，盡管可以制備擇優(yōu)取向的粘結磁體以提高其磁電性能，但仍不能有效測量磁電復合材料的電磁感應變化。而在諧振頻率下，磁電復合材料的耦合響應會突然增強翻數(shù)倍至數(shù)十倍，在飽和磁電響應的直流偏置磁場場強激勵下，磁致伸縮應變會達到最高值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種磁電復合材料傳感器的測試方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

磁電復合材料在直流磁場下會隨著磁場強度的變化而變化，但如何逐步調(diào)整磁場強度以改變磁電復合材料的電壓是個復雜的技術難題，設置初始狀態(tài)直流磁場并根據(jù)變化度設置磁場變化步長以磁場變化步長改變初始狀態(tài)直流磁場，需要獲取感應電壓達到最高值時的直流磁場值。

本發(fā)明提供了一種磁電復合材料傳感器的測試方法及系統(tǒng)，設置初始狀態(tài)直流磁場并記錄磁電復合材料在初始狀態(tài)直流磁場下的初始狀態(tài)感應電壓，進而設置第一組磁場增量值并記錄磁電復合材料在初始狀態(tài)直流磁場下加上第一組磁場增量值后對應的不同感應電壓，將記錄到的不同磁場下對應的不同感應電壓作為第一組增量感應電壓值，通過第一組磁場增量值和第一組增量感應電壓值計算感應電壓對應直流磁場的變化度，以磁場變化步長改變初始狀態(tài)直流磁場，由此獲取感應電壓達到最高值時的直流磁場值。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種磁電復合材料傳感器的測試方法，所述方法包括以下步驟：

S100,設置初始狀態(tài)直流磁場，記錄磁電復合材料在初始狀態(tài)直流磁場下的初始狀態(tài)感應電壓；

S200，設置第一組磁場增量值，記錄磁電復合材料在初始狀態(tài)直流磁場下加上第一組磁場增量值后對應的不同感應電壓，將記錄到的不同磁場下對應的不同感應電壓作為第一組增量感應電壓值；

S300，通過第一組磁場增量值、初始狀態(tài)感應電壓和第一組增量感應電壓值，進而計算感應電壓對應直流磁場的變化度；

S400，根據(jù)變化度設置磁場變化步長，以磁場變化步長改變初始狀態(tài)直流磁場，記錄磁電復合材料在改變后的磁場下的感應電壓；

S500，計算獲取感應電壓達到最高值時的直流磁場值。