铁镓合金的压磁效应与力传感器的研究

• 作者: 张冰 李云开 王博文
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 压磁系数 磁致伸缩 非线性本构模型 力传感器
• 年，卷（期）: 2019,（17）
• 所属期刊栏目: 电机与电器
• 页码范围: 3615-3621
• 页数: 7页
• 分类号: TP212.1
• 字数: 3347字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.180893

摘要

基于非线性压磁方程,通过COMSOL有限元仿真平台,分析了片状铁镓合金的压磁效应.仿真研究了不同偏置磁场和不同应力下铁镓合金动态压磁系数的变化.参考悬臂梁特性,利用铁镓合金设计并制作了一种新型的磁致伸缩力传感器.根据电磁学理论和压磁效应,建立了力传感器的测试模型.搭建磁致伸缩力传感器实验平台,通过实验研究了偏置磁场和力对输出特性的影响.通过仿真和实验结果可知,偏置磁场强度为4.5 kA/m时,压磁系数最大值为17.5 T/GPa.传感器的测力范围为0～4 N,在0～2 N内传感器有较高的灵敏度.该传感器具有结构简单,灵敏度高等优点,可满足对力精确感知的要求.