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压电变压器结构的便携式磁电耦合交/直流磁强计
1
作者
周柯
张炜
+7 位作者
潘绍明
陈梁远
朱引
杜泳君
黄恒
张淇
张翠玲
吴金根
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第6期209-216,共8页
为解决磁-机-电耦合效应传感器面临的热积累问题,以及其对低功耗应用和器件耐用性的挑战,提出了一种基于磁电耦合压电变压器结构的磁强计。该磁强计结合压电材料和磁致伸缩材料,采用双模式检测机制:在无源模式下,利用磁-机-电耦合效应...
为解决磁-机-电耦合效应传感器面临的热积累问题,以及其对低功耗应用和器件耐用性的挑战,提出了一种基于磁电耦合压电变压器结构的磁强计。该磁强计结合压电材料和磁致伸缩材料,采用双模式检测机制:在无源模式下,利用磁-机-电耦合效应直接检测交流磁场;在有源模式下,基于Delta-E效应实现电压驱动的直流磁场检测。通过实验测试和等效电路模拟,研究了长度纵振共振峰的偏移特性,以及弹性柔度系数与机械品质因子的磁场响应关系。通过设计一个低噪声电荷放大电路,将磁电传感器产生的高阻抗电荷信号高效转换为低阻抗电压信号,在此基础上,成功研制了一款集成STM32单片机与驱动电路的便携式交/直流磁强计样机。实验结果表明,该磁强计在频率为100、300Hz时,交流磁场检测限分别为3.18、0.88A/m,直流磁场检测限为3.58A/m,性能显著优于基于霍尔原理的商用高斯计,其检测限约为55.7A/m。该磁强计显著提高了磁场检测的灵敏度和分辨率,尤其在弱磁检测领域提供了参考。
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关键词
弱
磁
检测
磁
传感器
磁-机-电耦合
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职称材料
超磁致伸缩执行器电-磁-机耦合场分步有限元模型分析
被引量:
1
2
作者
隋晓梅
赵章荣
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2012年第6期14-17,共4页
提出了超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)执行器的电-磁-机三场耦合分步有限元模型。此模型采用分步方法来建立,首先计算线圈的磁场,然后计算GMM中磁-机耦合场。通过COMSOL Multiphysics 3.4软件中的三个模块来实现...
提出了超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)执行器的电-磁-机三场耦合分步有限元模型。此模型采用分步方法来建立,首先计算线圈的磁场,然后计算GMM中磁-机耦合场。通过COMSOL Multiphysics 3.4软件中的三个模块来实现所建模型。最后运用此有限元模型对GMM智能构件进行性能分析,得到的仿真结果与实验结果吻合,说明提出的有限元模型有利于GMM应用设计。
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关键词
超
磁
致伸缩材料
电
-
磁
-
机
耦合
场
有限元
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职称材料
层合磁电能量采集器的研究进展
3
作者
曹淑瑛
何露
+1 位作者
谷家桢
徐贤哲
《压电与声光》
CAS
北大核心
2024年第4期534-544,共11页
层合磁电(ME)能量采集器具有微型化、柔性化和功能多样化等优点,在植入医疗、物联网(IoT)和微机电系统(MEMS)等低功耗设备的自供电监测中具有广阔的应用前景。评述了该采集器的最新研究进展,介绍了其磁-机-电耦合能量转换机理,梳理了各...
层合磁电(ME)能量采集器具有微型化、柔性化和功能多样化等优点,在植入医疗、物联网(IoT)和微机电系统(MEMS)等低功耗设备的自供电监测中具有广阔的应用前景。评述了该采集器的最新研究进展,介绍了其磁-机-电耦合能量转换机理,梳理了各种高频、低频磁能采集器和低频混合能采集器的类型与结构特点,综合比较分析了器件性能,指出高频磁能采集器在植入设备无线供电医疗诊治中的潜在优点和低频采集器在载流IoT设备自供电传感监测中的显著优势。最后总结了该采集技术目前存在的问题和未来发展方向。
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关键词
磁
电
器件
磁-机-电耦合
磁
能和振动能采集
无线供
电
医疗诊治
自供
电
自偏置
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职称材料
题名
压电变压器结构的便携式磁电耦合交/直流磁强计
1
作者
周柯
张炜
潘绍明
陈梁远
朱引
杜泳君
黄恒
张淇
张翠玲
吴金根
机构
广西电网有限责任公司电力科学研究院
广西电力装备智能控制与运维重点实验室
广西电网设备监测及诊断技术创新中心
西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室
出处
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第6期209-216,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFB3206800)
广西电网公司科技资助项目(GXKJXM20230186)。
文摘
为解决磁-机-电耦合效应传感器面临的热积累问题,以及其对低功耗应用和器件耐用性的挑战,提出了一种基于磁电耦合压电变压器结构的磁强计。该磁强计结合压电材料和磁致伸缩材料,采用双模式检测机制:在无源模式下,利用磁-机-电耦合效应直接检测交流磁场;在有源模式下,基于Delta-E效应实现电压驱动的直流磁场检测。通过实验测试和等效电路模拟,研究了长度纵振共振峰的偏移特性,以及弹性柔度系数与机械品质因子的磁场响应关系。通过设计一个低噪声电荷放大电路,将磁电传感器产生的高阻抗电荷信号高效转换为低阻抗电压信号,在此基础上,成功研制了一款集成STM32单片机与驱动电路的便携式交/直流磁强计样机。实验结果表明,该磁强计在频率为100、300Hz时,交流磁场检测限分别为3.18、0.88A/m,直流磁场检测限为3.58A/m,性能显著优于基于霍尔原理的商用高斯计,其检测限约为55.7A/m。该磁强计显著提高了磁场检测的灵敏度和分辨率,尤其在弱磁检测领域提供了参考。
关键词
弱
磁
检测
磁
传感器
磁-机-电耦合
Keywords
weak magnetic detection
magnetic sensor
magneto
-
mechano
-
electric coupling
分类号
TN911 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
超磁致伸缩执行器电-磁-机耦合场分步有限元模型分析
被引量:
1
2
作者
隋晓梅
赵章荣
机构
华北科技学院电子信息工程学院
国家林业局北京林业机械研究所
出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2012年第6期14-17,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(50975256)
教育部博士点基金资助项目(20070335204)
文摘
提出了超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)执行器的电-磁-机三场耦合分步有限元模型。此模型采用分步方法来建立,首先计算线圈的磁场,然后计算GMM中磁-机耦合场。通过COMSOL Multiphysics 3.4软件中的三个模块来实现所建模型。最后运用此有限元模型对GMM智能构件进行性能分析,得到的仿真结果与实验结果吻合,说明提出的有限元模型有利于GMM应用设计。
关键词
超
磁
致伸缩材料
电
-
磁
-
机
耦合
场
有限元
Keywords
Giant Magnetostrictive Material(GMM)
electric
-
magnet
-
mechanic coupled field
finite element
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
层合磁电能量采集器的研究进展
3
作者
曹淑瑛
何露
谷家桢
徐贤哲
机构
河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室
河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室
出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2024年第4期534-544,共11页
基金
河北省自然科学基金资助项目(E2016202034)
河北省高等学校科学技术研究资助项目(ZD2016004)。
文摘
层合磁电(ME)能量采集器具有微型化、柔性化和功能多样化等优点,在植入医疗、物联网(IoT)和微机电系统(MEMS)等低功耗设备的自供电监测中具有广阔的应用前景。评述了该采集器的最新研究进展,介绍了其磁-机-电耦合能量转换机理,梳理了各种高频、低频磁能采集器和低频混合能采集器的类型与结构特点,综合比较分析了器件性能,指出高频磁能采集器在植入设备无线供电医疗诊治中的潜在优点和低频采集器在载流IoT设备自供电传感监测中的显著优势。最后总结了该采集技术目前存在的问题和未来发展方向。
关键词
磁
电
器件
磁-机-电耦合
磁
能和振动能采集
无线供
电
医疗诊治
自供
电
自偏置
Keywords
magnetoelectric device
magneto
-
mechano
-
electric coupling
magnetic and vibration energy harvesting
wirelessly powered medical diagnosis and treatment
self
-
powered
self
-
biased
分类号
TM619 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
压电变压器结构的便携式磁电耦合交/直流磁强计
周柯
张炜
潘绍明
陈梁远
朱引
杜泳君
黄恒
张淇
张翠玲
吴金根
《西安交通大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
超磁致伸缩执行器电-磁-机耦合场分步有限元模型分析
隋晓梅
赵章荣
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2012
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
层合磁电能量采集器的研究进展
曹淑瑛
何露
谷家桢
徐贤哲
《压电与声光》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
0
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