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柱式电磁扭矩传感器设计
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作者 李志鹏 赵士昌 +1 位作者 朱世宁 董晟 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第1期20-25,97,共7页
为实现汽车EPS扭矩信号测量,设计了一种柱式电磁EPS扭矩传感器。该传感器基于涡流效应原理,采用外定子内转子结构,通过测量转角得到扭矩信息。为研究接收线圈感应电压与结构参数的关系,对传感器进行互感耦合分析,并利用磁路分析法及COM... 为实现汽车EPS扭矩信号测量,设计了一种柱式电磁EPS扭矩传感器。该传感器基于涡流效应原理,采用外定子内转子结构,通过测量转角得到扭矩信息。为研究接收线圈感应电压与结构参数的关系,对传感器进行互感耦合分析,并利用磁路分析法及COMSOL仿真计算感应电压。为提高感应电压幅值,以励磁线圈品质因数及电感为优化目标进行理论计算,并针对其结构尺寸设计复合因素仿真试验。通过仿真优化转子与平面励磁线圈耦合间隙,进一步提升感应电压幅值。 展开更多
关键词 EPS扭矩传感器 涡流效应 互感耦合 磁路分析法 仿真优化
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基于模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模 被引量:3
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作者 陈信维 李红伟 +2 位作者 任宗强 于文涛 丁印恕 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期387-397,共11页
目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数... 目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数,提出一种基于阻抗的模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模方法。然后根据实验数据得到了模型参数,运用阻抗改进模型预测不同激励频率下传感器的输出电压和灵敏度。最后与传感器静态性能实验结果相比,输出电压的预测误差小于0.05 V,灵敏度的预测相对误差小于1%,验证了阻抗改进模型的准确性。所建阻抗改进模型为进一步研究自感式位移传感器的动态输出性能提供了理论基础。 展开更多
关键词 主动磁悬浮轴承 自感式位移传感器 铁心线圈阻抗建模 相对复磁导率 气隙磁阻杂散系数
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一种新型高精度互感式位移传感器 被引量:1
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作者 胡晓强 窦峰山 +1 位作者 彭增德 刘子钰 《轴承》 北大核心 2024年第7期45-51,共7页
提出了一种采用差分结构设计,硅钢片作为铁芯的双E型互感式差分位移传感器,分析了该传感器的基本原理并采用有限元仿真得到传感器最佳线性度时对应的线圈匝数,相对于传统双U型结构,双E型互感式差分位移传感器的测量范围更大,线性度更好... 提出了一种采用差分结构设计,硅钢片作为铁芯的双E型互感式差分位移传感器,分析了该传感器的基本原理并采用有限元仿真得到传感器最佳线性度时对应的线圈匝数,相对于传统双U型结构,双E型互感式差分位移传感器的测量范围更大,线性度更好。原理样机的试验结果表明,当磁浮飞轮转子间隙在0~1.5 mm之间线性变化时,双E型互感式差分位移传感器的线性度为3.87%,满足磁浮飞轮转子位移测量要求。另外,双E型互感式差分位移传感器还具有结构简单,价格低廉,便于安装的优点。 展开更多
关键词 滑动轴承 磁力轴承 飞轮 位移传感器 互感应 线性度
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弧形永磁体外部磁场的均匀性分析
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作者 康瑞 郭彦青 +2 位作者 段志强 张盼盼 高宏伟 《电子测量技术》 北大核心 2024年第16期1-7,共7页
在精密测量和航空航天领域,类磁栅位移传感器对永磁体产生磁场的均匀性有很高的要求,但常见的永磁体磁场均匀性较差,从而影响液压缸位移的高精确、高可靠测量。因此,本文设计了一种具有独特结构的弧形永磁体,首先基于分子电流假说和比奥... 在精密测量和航空航天领域,类磁栅位移传感器对永磁体产生磁场的均匀性有很高的要求,但常见的永磁体磁场均匀性较差,从而影响液压缸位移的高精确、高可靠测量。因此,本文设计了一种具有独特结构的弧形永磁体,首先基于分子电流假说和比奥-萨法尔定律,推导弧形永磁体在空间任一点产生磁感应强度的表达式;其次利用Maxwell电磁场分析软件对永磁体的结构尺寸进行优化,确定弧形永磁体的基本尺寸;最后搭建实验平台测量永磁体对应位置处的磁感应强度,通过对比实测数据和Maxwell仿真数据,结果表明:仿真与实验结果基本吻合,弧形永磁体能够产生较为均匀的磁场,磁场均匀区域的相对误差最大不超过3%;在类磁栅位移传感器的实际应用中,敏感元件在弧形永磁体均匀磁场内测试得到一致性较好的简谐信号,为传感器后续细分处理保证信号质量,从而提升传感器的测试精度,进一步证明了弧形永磁体产生均匀磁场的实际意义。 展开更多
关键词 弧形永磁体 均匀磁场 磁感应强度 Maxwell电磁仿真 类磁栅位移传感器
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基于跨阻抗前置放大器的宽频带感应式磁传感器的设计与验证
5
作者 周斌 薛永亮 +4 位作者 陶然 程炳钧 王子栋 张海波 吴新哲 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期169-177,共9页
本文建立了一种基于跨阻抗前置放大器的磁传感器信号传递模型,并在该模型的基础上推导出磁传感器的灵敏度和噪声理论值.根据理论推导的结果,进一步研究了感应式磁传感器设计方法,以带宽0.01~10 kHz,噪声1 fT·Hz^(–1/2)(1~10 kHz)... 本文建立了一种基于跨阻抗前置放大器的磁传感器信号传递模型,并在该模型的基础上推导出磁传感器的灵敏度和噪声理论值.根据理论推导的结果,进一步研究了感应式磁传感器设计方法,以带宽0.01~10 kHz,噪声1 fT·Hz^(–1/2)(1~10 kHz)作为设计目标设计了一个感应式磁传感器,并对这一传感器进行了性能验证试验.在处理频率响应测试数据时设计了一种基于信号调制的处理方法,有效提取特定频率得到幅值和相位,并降低了随机噪声的干扰,磁传感器–3 dB带宽达到了0.01~10 kHz.在评估传感器噪声时,采用双探头差分的方法消除了环境的干扰,设计了相位差分析的评估方法,确认在哪些频带双探头探测的信号是同源的,在这些频带采用差分法评估是有效的.评估的结果是,传感器在1~10 kHz实现了1 fT·Hz^(–1/2)噪声水平. 展开更多
关键词 感应式磁传感器 搜索线圈 跨阻抗放大器 传递函数 噪声 数据处理
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挑战环境下无线磁感应传感网理论与关键技术 被引量:12
6
作者 施文娟 孙彦景 +3 位作者 李松 翟文艳 谭泽富 蔡黎 《工矿自动化》 北大核心 2016年第6期20-25,共6页
针对挑战条件下复合介质中安全与环境监测的需求,为了克服路径损耗严重、信道条件动态变化和电源条件受限等问题,提出了面向复合介质应用的基于无线磁感应通信和磁感应波导通信的理论模型,给出了无线磁感应传感网的网络体系结构。对无... 针对挑战条件下复合介质中安全与环境监测的需求,为了克服路径损耗严重、信道条件动态变化和电源条件受限等问题,提出了面向复合介质应用的基于无线磁感应通信和磁感应波导通信的理论模型,给出了无线磁感应传感网的网络体系结构。对无线磁感应传感网的研究方向及应用进行了展望,指出了开展相关研究的迫切性。无线磁感应传感网的研究对地下环境监测、长距离或人口密集区输油、输气、输水等生命线工程的安全监测具有重要意义。 展开更多
关键词 挑战环境 磁感应 磁感应波导 无线磁感应传感网
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超磁致伸缩振动传感器输出特性的实验研究 被引量:8
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作者 翁玲 王博文 +2 位作者 孙英 李淑英 杨庆新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第33期110-114,共5页
超磁致伸缩材料Terfenol-D在机械应力作用下,磁化强度会发生变化,这种效应为逆磁致伸缩效应或Villari效应,利用该效应可以制作将机械能转换成电能的振动传感器。进行振动传感器的实验研究,结果表明在合适的偏置磁场和较小的预应力偏置... 超磁致伸缩材料Terfenol-D在机械应力作用下,磁化强度会发生变化,这种效应为逆磁致伸缩效应或Villari效应,利用该效应可以制作将机械能转换成电能的振动传感器。进行振动传感器的实验研究,结果表明在合适的偏置磁场和较小的预应力偏置条件下,传感器输出的感应电压峰-峰值较大,传感器输出感应电压的峰-峰值和输入振动信号的频率和幅值成正比。基于电磁学原理和铁磁材料的磁化强度模型,计算振动传感器的偏置磁场和预应力对感应电压输出的影响,并计算振动传感器在机械振动输入条件下的感应电压输出,实验结果与计算结果基本相符。实验结果和计算结果为振动传感器的优化设计和应用打下基础。 展开更多
关键词 磁致伸缩 磁致伸缩逆效应 振动传感器 磁感应强度 磁化强度
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无线地下磁感应通信系统研究与实现 被引量:17
8
作者 孙彦景 徐胜 +3 位作者 施文娟 吴天琦 王晓琳 牛洪海 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期904-908,共5页
无线磁感应通信通过准静态磁场耦合的方式实现数据传输,可以克服传统电磁波无线通信在地下环境中信道不稳定、天线尺寸大等问题,更适用于无线地下传感器网络。针对无线地下传感网络的应用需求,本文建立了基于收发线圈的磁感应耦合式无... 无线磁感应通信通过准静态磁场耦合的方式实现数据传输,可以克服传统电磁波无线通信在地下环境中信道不稳定、天线尺寸大等问题,更适用于无线地下传感器网络。针对无线地下传感网络的应用需求,本文建立了基于收发线圈的磁感应耦合式无线通信模型,分析了发射磁场的分布特点,设计了无线地下磁感应通信系统,搭建了实验测试平台。实验结果表明,该系统在地下环境中可以实现短距离的无线数据传输,通过增大收发线圈的半径和增加匝数可以延长通信距离,改善系统通信性能,为无线地下传感网络的应用提供参考。 展开更多
关键词 无线地下传感器网络 磁感应通信 磁场分析 耦合线圈
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新型磁集成零电压零电流软开关全桥变流器 被引量:8
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作者 孟培培 吴新科 +1 位作者 张军明 钱照明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期15-21,共7页
提出了一种新型的磁集成零电压零电流软开关移相全桥DC/DC变流器。该磁集成变流器将3个电感和1个变压器集成于同一磁心中,变压器的漏感同时用做储能电感,传统全桥电路中的输出滤波电感也被移去。因此,二次侧整流管可工作于零电流模式,... 提出了一种新型的磁集成零电压零电流软开关移相全桥DC/DC变流器。该磁集成变流器将3个电感和1个变压器集成于同一磁心中,变压器的漏感同时用做储能电感,传统全桥电路中的输出滤波电感也被移去。因此,二次侧整流管可工作于零电流模式,整流管上的电压尖刺也可被输出电压箝位。另外,变压器中的励磁电流作为电流源为一次侧开关管的寄生电容充放电,因此一次侧开关管在全负载范围内均可实现零电压开通。与分立元件方案相比,该磁集成方案具有元件少、体积小、成本低和磁损小的优点。制作了300 W、350~400 V输入、12 V输出的样机,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 磁集成 零电压零电流模式 全桥变流器 励磁电感 磁导模型
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基于纳米晶合金的宽频差分式磁场传感器的研究 被引量:15
10
作者 王言章 程德福 +1 位作者 王君 林君 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1967-1970,共4页
介绍了一种基于纳米晶合金的差分式交变磁场传感器结构,给出了传感器磁芯的长径比与有效相对磁导率的关系曲线.为扩展传感器工作频带,对线圈模型的幅频与相频曲线进行仿真,并根据仿真结果设计了补偿电路.所设计传感器标定后的结果表明,... 介绍了一种基于纳米晶合金的差分式交变磁场传感器结构,给出了传感器磁芯的长径比与有效相对磁导率的关系曲线.为扩展传感器工作频带,对线圈模型的幅频与相频曲线进行仿真,并根据仿真结果设计了补偿电路.所设计传感器标定后的结果表明,该传感器可以在1Hz-10kHz较宽频率范围内保持平坦的灵敏度曲线,可以满足工程中弱磁场探测的需要. 展开更多
关键词 纳米晶合金 差分 补偿 磁感应传感器
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电感式磨粒传感器中铁磁质磨粒特性仿真研究 被引量:22
11
作者 吴超 郑长松 马彪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2774-2780,共7页
针对机械装置的在线监测传感器,模拟了铁磁质磨粒通过传感器过程中传感器线圈的磁场和感应线圈的感应电压瞬态变化特性。考虑了线圈与铁磨粒的材料、线圈匝数和激励线圈的输入电压等因素,应用Jmag Designer 10.4软件建立了传感器的二维... 针对机械装置的在线监测传感器,模拟了铁磁质磨粒通过传感器过程中传感器线圈的磁场和感应线圈的感应电压瞬态变化特性。考虑了线圈与铁磨粒的材料、线圈匝数和激励线圈的输入电压等因素,应用Jmag Designer 10.4软件建立了传感器的二维有限元模型。仿真结果揭示了磨粒运动过程中线圈磁场与感应线圈中感应电压的变化规律,获得了感应电压与球形磨粒的直径大小的立方成正比,与磨粒运行速度成正比。研究结果对于电感式磨粒传感器的开发具有重要的指导价值。 展开更多
关键词 磨粒监测 磁感应 有限元法 电感式传感器
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电感式角位移传感器技术综述 被引量:14
12
作者 秦毅 王阳阳 +2 位作者 彭东林 陈锡侯 武亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1-14,共14页
电感式角位移传感器具有良好的环境适应力、较高的测量精度和稳定性的优点,该类型的角位移传感器广泛应用于高端装备、电动汽车、机器人、飞行器、武器等领域。本文介绍了3种电感式角位移传感器,包括旋转变压器、感应同步器这两种典型... 电感式角位移传感器具有良好的环境适应力、较高的测量精度和稳定性的优点,该类型的角位移传感器广泛应用于高端装备、电动汽车、机器人、飞行器、武器等领域。本文介绍了3种电感式角位移传感器,包括旋转变压器、感应同步器这两种典型的电感式角位移传感器以及我国学者自主研发的磁场式时栅位移传感器。对它们的测量原理及关键技术做了详尽的综述,并分析了这些技术的优点与局限性。根据近年来电感式角位移传感器的发展现状,详细论述了电感式角位移传感器在机械、汽车、工业机器人、航空、航天和国防等领域的应用情况。最后,分析得出电感式角位移传感器技术应往高精度、高可靠性、嵌入式测量、复合功能测量、智能化等方向发展。 展开更多
关键词 角位移传感器 电感式 旋转变压器 感应同步器 磁场式时栅
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一种小型弱磁矢量检测系统 被引量:7
13
作者 郑胜 徐校明 +2 位作者 罗志会 潘礼庆 刘亚 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第11期89-91,95,共4页
提出了一种小型化的弱磁矢量检测系统。分析了系统的检测原理,采用专用IC驱动三轴PNI电感式传感器,STC单片机对传感电路进行配置和数据采集,VC++语言编写上位机显示界面,开发出面积5 cm×2.5 cm、功耗3 m W的小型弱磁矢量探测系统,... 提出了一种小型化的弱磁矢量检测系统。分析了系统的检测原理,采用专用IC驱动三轴PNI电感式传感器,STC单片机对传感电路进行配置和数据采集,VC++语言编写上位机显示界面,开发出面积5 cm×2.5 cm、功耗3 m W的小型弱磁矢量探测系统,并在磁屏蔽桶中对系统的分辨率和线性度进行了标定。结果表明:系统的最佳分辨率可以达到15.57 n T,线性工作区域为±200μT,具有体积小、功耗低、分辨率高、工作范围大等优势,应用前景广阔。 展开更多
关键词 磁传感器 电感式传感器 弱磁探测 分辨率 线性度
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新型磁阻传感器在地磁场测量中的应用 被引量:34
14
作者 王国余 张欣 景亮 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第10期43-45,共3页
简要介绍了一种新型高灵敏度磁阻传感器的工作原理和使用方法 ,并利用它测量了地磁场的主要参量。实验结果表明 ,用该磁阻传感器测量地磁场 ,测量方法实用性强 ,精确度较高。
关键词 磁阻传感器 地磁场 亥姆霍兹线圈 磁感应强度 磁倾角
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基于霍尔传感器微阵列的呼吸频率检测系统设计 被引量:13
15
作者 高小强 刘洪英 +3 位作者 朱兰 宫兆涛 皮喜田 吴雪莉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第5期121-123,共3页
基于呼吸感应体积描记技术原理,在一条腹带内部嵌入了永磁铁,腹带系在患者腰部,在呼吸过程中,由于体积的变化引起腹带中永磁铁的位置运动,通过霍尔传感器阵列对永磁铁位置进行检测,从而判断呼气和吸气的过程,采用单片机对传感器信号进... 基于呼吸感应体积描记技术原理,在一条腹带内部嵌入了永磁铁,腹带系在患者腰部,在呼吸过程中,由于体积的变化引起腹带中永磁铁的位置运动,通过霍尔传感器阵列对永磁铁位置进行检测,从而判断呼气和吸气的过程,采用单片机对传感器信号进行分析处理,计算出呼吸频率。经10名受试者重复实验,并与呼吸检测设备的检测结果进行比较,本系统的平均精确度高于95%,证明了本系统的可靠性。所设计的呼吸频率检测系统可用于睡眠呼吸检测仪、慢呼吸高血压治疗仪等设备。 展开更多
关键词 呼吸感应体积描记 霍尔传感器阵列 永磁铁 呼吸频率
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一种抗干扰开停传感器的研制 被引量:8
16
作者 张远征 王羽 +2 位作者 吕青松 杨明荣 卓敬黎 《工矿自动化》 2010年第11期12-15,共4页
针对现有的开停传感器在强电磁场干扰环境中易发生误判断而导致监控不准确的问题,设计了一种应用磁感应原理、抗强干扰的开停传感器,介绍了该传感器的硬件结构及软件设计,重点阐述了该传感器的抗干扰设计原理,即为设备的开和停设置如下... 针对现有的开停传感器在强电磁场干扰环境中易发生误判断而导致监控不准确的问题,设计了一种应用磁感应原理、抗强干扰的开停传感器,介绍了该传感器的硬件结构及软件设计,重点阐述了该传感器的抗干扰设计原理,即为设备的开和停设置如下条件:开停传感器上电工作后,初始状态为关,当传感器采样值大于开判断线一定次数后,传感器判定为开;当传感器在开的状态下,采样值小于关判断线一定次数后,传感器才判定为关。试验及应用结果表明,该抗干扰设计避免了瞬间强电磁干扰带来的传感器反复开停及误判断问题。 展开更多
关键词 煤矿 机电设备 开停传感器 磁感应 抗干扰
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磁性液体压差传感器的研究 被引量:4
17
作者 郝瑞参 李德才 +2 位作者 崔海蓉 何新智 孙明礼 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期78-79,共2页
传感器是磁性液体最重要的应用领域之一,分析了磁性液体压差传感器工作的理论基础、工作原理,重点对磁性液体电感传感器进行了电感计算和推导,测量并验证了电感的变化与其他物理量的关系。
关键词 计量学 磁性液体 压差 传感器 电感
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多分量地震监测系统AETA的感应式磁传感器磁棒研制 被引量:13
18
作者 雍珊珊 王新安 +4 位作者 庞瑞涛 金秀如 曾敬武 韩朝相 徐伯星 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期495-501,共7页
根据多分量地震监测系统AETA的技术需求,完成一种感应式磁传感器的研制和工业化实现。通过分析电磁扰动的监测需求,确定感应式磁传感器磁棒的各项设计参数,并提出较优材料选取以及结构设计方案。磁棒的设计指标为0.1 Hz^10 k Hz,工作温... 根据多分量地震监测系统AETA的技术需求,完成一种感应式磁传感器的研制和工业化实现。通过分析电磁扰动的监测需求,确定感应式磁传感器磁棒的各项设计参数,并提出较优材料选取以及结构设计方案。磁棒的设计指标为0.1 Hz^10 k Hz,工作温度范围为-40~130℃,监测的磁场强度范围为1~1000 n T,灵敏度大于20 m V/n T@(0.1 Hz^10 k Hz)。测试结果表明,研制的磁传感器满足AETA的性能要求。该传感器已成功地投入应用,正在大区域规模化布设。 展开更多
关键词 地震监测 电磁扰动 感应式磁传感器 磁负反馈
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超磁致伸缩力传感器及其实验研究 被引量:7
19
作者 葛春亚 贾振元 +1 位作者 王福吉 刘慧芳 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2011年第6期3-5,16,共4页
超磁致伸缩材料具有相对磁导率高、磁机转换率高等优良特性,对于传感器装置是一种很好的材料。文中基于维拉里效应原理完成了超磁致伸缩力传感器的设计,并利用有限元分析方法验证了所设计传感器磁场分布的合理性。提出了基于电感测量力... 超磁致伸缩材料具有相对磁导率高、磁机转换率高等优良特性,对于传感器装置是一种很好的材料。文中基于维拉里效应原理完成了超磁致伸缩力传感器的设计,并利用有限元分析方法验证了所设计传感器磁场分布的合理性。提出了基于电感测量力传感器输出特性的方法,并进行了实验,确定了该传感器的灵敏度最高状态的最佳偏置磁场强度;并测量了0-10^3N作用力下传感器的输出特性,实验结果表明该传感器输出特性良好,可用于高精度要求的场合。 展开更多
关键词 超磁致伸缩 维拉里效应 相对磁导率 力传感器 电感
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小波变换在磁敏传感器图像处理中应用 被引量:3
20
作者 方培生 李广 +2 位作者 陆岚 夏海江 方国宏 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第1期158-160,共3页
叙述了小波变换 ,中值滤波、均值滤波的原理 ,并将其应用于磁敏传感器图像处理中 ,通过小波去噪后 ,使磁敏传感器的输出波形得到明显改善 ,取得良好效果。
关键词 小波变换 磁敏传感器 图像处理 中值滤波 均值滤波
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