一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，該測(cè)量裝置包括高精度電源、第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、驅(qū)動(dòng)器、位移傳感器、傳感器支架、安裝螺母、螺釘、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集卡、第三導(dǎo)線、第四導(dǎo)線、信號(hào)放大器、第五導(dǎo)線、第六導(dǎo)線、穩(wěn)壓電源、第七導(dǎo)線、第八導(dǎo)線、第九導(dǎo)線、第十導(dǎo)線、底板、水箱、水泵、出水管、進(jìn)水管、底座、第十一導(dǎo)線、第十二導(dǎo)線、溫度顯示儀、第十三導(dǎo)線和第十四導(dǎo)線。本實(shí)用新型提供的測(cè)量裝置，能夠精確測(cè)得超磁致伸縮棒材在恒定溫度、不同偏置磁場(chǎng)、不同預(yù)緊力作用下的磁滯回線，滿(mǎn)足不同工況下的使用要求，為高性能的超磁致伸縮材料器件的開(kāi)發(fā)提供了保障。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)量磁滯回線的裝置，具體的說(shuō)是一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超磁致伸縮材料具有磁致伸縮系數(shù)大、響應(yīng)速度快、磁-機(jī)耦合系統(tǒng)高等優(yōu)異性能，針對(duì)其功能器件的開(kāi)發(fā)已成為國(guó)內(nèi)外功能材料研究的熱點(diǎn)之一，在航空航天、國(guó)防軍工、電子工業(yè)、精密驅(qū)動(dòng)、超聲檢測(cè)勘探、海洋科學(xué)、減振防振、醫(yī)療器械等領(lǐng)域均具有非常好的應(yīng)用前景。
[0003]目前，超磁致伸縮材料的形狀主要以棒材型、薄膜型為主，其中又以棒材型為研究對(duì)象進(jìn)行開(kāi)發(fā)器件的居多。超磁致伸縮材料屬于鐵磁性功能材料，具有磁滯非線性特性，而針對(duì)磁滯非線性特性，學(xué)者們提出了各種補(bǔ)償控制算法，為超磁致伸縮材料器件的開(kāi)發(fā)提供了重要技術(shù)保障，然而使用各種補(bǔ)償控制算法的前提條件是必須獲得該材料的磁滯回線，而且獲得的磁滯回線越精確，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)器件的性能越高。
[0004]通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)，目前針對(duì)超磁致伸縮棒材磁滯回線的測(cè)量裝置尚未有相關(guān)報(bào)至IJ，有一項(xiàng)關(guān)于鐵磁材料磁滯回線的測(cè)量裝置及其應(yīng)用方法的專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)為:201210211755.7，其主要是針對(duì)人造永久磁鐵、電機(jī)、變壓器等方面磁滯回線的測(cè)量。本實(shí)用新型提供的測(cè)量裝置，能夠精確測(cè)得超磁致伸縮棒材在恒定溫度、不同偏置磁場(chǎng)、不同預(yù)緊力作用下的磁滯回線，滿(mǎn)足不同工況下的使用要求，為高性能的超磁致伸縮材料器件的開(kāi)發(fā)提供了保障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，解決目前針對(duì)超磁致伸縮棒材的磁滯回線測(cè)量不能滿(mǎn)足實(shí)際工況的難題。
[0006]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，包括高精度電源、第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、驅(qū)動(dòng)器、位移傳感器、傳感器支架、安裝螺母、螺釘、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集卡、第三導(dǎo)線、第四導(dǎo)線、信號(hào)放大器、第五導(dǎo)線、第六導(dǎo)線、穩(wěn)壓電源、第七導(dǎo)線、第八導(dǎo)線、第九導(dǎo)線、第十導(dǎo)線、底板、水箱、水栗、出水管、進(jìn)水管、底座、第i^一導(dǎo)線、第十二導(dǎo)線、溫度顯示儀、第十三導(dǎo)線和第十四導(dǎo)線；
[0008]所述的高精度電源通過(guò)第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、第十三導(dǎo)線、第十四導(dǎo)線與驅(qū)動(dòng)器相連，負(fù)責(zé)為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)電磁線圈提供電流信號(hào)；
[0009]所述的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線與高精度電源通道一相連;第十三導(dǎo)線和第十四導(dǎo)線與高精度電源通道二相連；
[0010]所述的驅(qū)動(dòng)器固定在底座中；
[0011]所述的底座固定在底板上；
[0012]所述的位移傳感器通過(guò)安裝螺母固定在傳感器支架上；
[0013]所述的傳感器支架通過(guò)螺釘固定在底板上，并保持位移傳感器的觸頭與驅(qū)動(dòng)器的輸出桿為接觸狀態(tài)；
[0014]所述的穩(wěn)壓電源通過(guò)第七導(dǎo)線、第八導(dǎo)線與位移傳感器相連，同時(shí)又通過(guò)第五導(dǎo)線、第六導(dǎo)線與信號(hào)放大器相連，負(fù)責(zé)為位移傳感器和信號(hào)放大器提供電源；
[0015]所述的數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)第三導(dǎo)線、第四導(dǎo)線與信號(hào)放大器相連，負(fù)責(zé)采集經(jīng)信號(hào)放大器放大的位移信號(hào)，同時(shí)又通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，負(fù)責(zé)傳遞位移信號(hào)到計(jì)算機(jī)中；
[0016]所述的信號(hào)放大器通過(guò)第九導(dǎo)線、第十導(dǎo)線與位移傳感器相連，負(fù)責(zé)對(duì)位移傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行放大處理；
[0017]所述的水箱、水栗、進(jìn)水管與出水管組成水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)為驅(qū)動(dòng)器中的超磁致伸縮棒材進(jìn)行降溫處理；
[0018]所述的溫度顯示儀通過(guò)第十一導(dǎo)線、第十二導(dǎo)線與驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的溫度傳感器相連，負(fù)責(zé)顯示超磁致伸縮棒材的溫度值；
[0019]所述的驅(qū)動(dòng)器包括預(yù)緊螺釘、后端蓋、后墊片、外套筒、超磁致伸縮棒材、線圈骨架、前端蓋、碟簧、輸出桿、前墊片、電磁線圈和溫度傳感器；
[0020]所述的后端蓋上設(shè)有穿線槽一，方便進(jìn)水管、電磁線圈導(dǎo)線、溫度傳感器導(dǎo)線進(jìn)入；
[0021]所述的后墊片上設(shè)有穿線槽二，方便進(jìn)水管和溫度傳感器導(dǎo)線進(jìn)入；
[0022]所述的前墊片上設(shè)有穿線槽三，方便出水管伸出；
[0023]所述的前端蓋上設(shè)有穿線槽四，方便出水管伸出；
[0024]所述的輸出桿上設(shè)有穿線槽五，方便出水管伸出，端面中心部分設(shè)有螺紋孔，方便與外部負(fù)載連接，同時(shí)也方便與位移傳感器接觸。
[0025]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，能夠精確測(cè)得超磁致伸縮棒材在恒定溫度、不同偏置磁場(chǎng)、不同預(yù)緊力作用下的磁滯回線，滿(mǎn)足不同工況下的使用要求，為高性能的超磁致伸縮材料器件的開(kāi)發(fā)提供了保障。
【附圖說(shuō)明】

[0026]圖1為本實(shí)用新型的測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型的測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型的測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅(qū)動(dòng)器中后端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本實(shí)用新型的測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅(qū)動(dòng)器中后墊片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本實(shí)用新型的測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅(qū)動(dòng)器中前墊片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為本實(shí)用新型的測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅(qū)動(dòng)器中前端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為本實(shí)用新型的測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅(qū)動(dòng)器中輸出桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖中1.高精度電源;2.第一導(dǎo)線;3.第二導(dǎo)線;4.驅(qū)動(dòng)器;5.位移傳感器;6傳感器支架;7.安裝螺母;8.螺釘;9.計(jì)算機(jī);10.數(shù)據(jù)線；11.數(shù)據(jù)采集卡；12.第三導(dǎo)線；13.第四導(dǎo)線；14.信號(hào)放大器;15.第五導(dǎo)線；16.第六導(dǎo)線；17.穩(wěn)壓電源；18.第七導(dǎo)線；19.第八導(dǎo)線；20.第九導(dǎo)線；21.第十導(dǎo)線;22.底板;23.水箱;24.水栗;25.出水管;26.進(jìn)水管;27.底座；28.第十一導(dǎo)線；29.第十二導(dǎo)線；30.溫度顯示儀;31.第十三導(dǎo)線；32.第十四導(dǎo)線；401.預(yù)緊螺釘;402.后端蓋;403.后墊片;404.外套筒;405.超磁致伸縮棒材;406.線圈骨架;407.前端蓋;408.碟簧;409.輸出桿;410.前墊片;411.電磁線圈；412.溫度傳感器;4021.穿線槽一;4031.穿線槽二;4101.穿線槽三;4071.穿線槽四；4091.輸穿線槽五;4092.螺紋孔。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0035]一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括高精度電源1、第一導(dǎo)線2、第二導(dǎo)線3、驅(qū)動(dòng)器4、位移傳感器5、傳感器支架6、安裝螺母7、螺釘8、計(jì)算機(jī)9、數(shù)據(jù)線10、數(shù)據(jù)采集卡11、第三導(dǎo)線12、第四導(dǎo)線13、信號(hào)放大器14、第五導(dǎo)線15、第六導(dǎo)線16、穩(wěn)壓電源17、第七導(dǎo)線18、第八導(dǎo)線19、第九導(dǎo)線20、第十導(dǎo)線21、底板22、水箱23、水栗24、出水管25、進(jìn)水管26、底座27、第^^一導(dǎo)線28、第十二導(dǎo)線29、溫度顯示儀30、第十三導(dǎo)線31和第十四導(dǎo)線32;
[0036]高精度電源I通過(guò)第一導(dǎo)線2、第二導(dǎo)線3、第十三導(dǎo)線31、第十四導(dǎo)線32與驅(qū)動(dòng)器4相連，負(fù)責(zé)為驅(qū)動(dòng)器4內(nèi)電磁線圈411提供電流信號(hào)；
[0037]第一導(dǎo)線2和第二導(dǎo)線3與高精度電源I的通道一相連;第十三導(dǎo)線31和第十四導(dǎo)線32與高精度電源I的通道二相連；
[0038]驅(qū)動(dòng)器4固定在底座27中；
[0039]底座27固定在底板22上；
[0040]位移傳感器5通過(guò)安裝螺母7固定在傳感器支架6上；
[0041]傳感器支架6通過(guò)螺釘8固定在底板22上，并保持位移傳感器5的觸頭與驅(qū)動(dòng)器4的輸出桿409為接觸狀態(tài)；
[0042]穩(wěn)壓電源17通過(guò)第七導(dǎo)線18、第八導(dǎo)線19與位移傳感器5相連，同時(shí)又通過(guò)第五導(dǎo)線15、第六導(dǎo)線16與信號(hào)放大器14相連，負(fù)責(zé)為位移傳感器和信號(hào)放大器提供電源；
[0043]數(shù)據(jù)采集卡11通過(guò)第三導(dǎo)線12、第四導(dǎo)線13與信號(hào)放大器14相連，負(fù)責(zé)采集經(jīng)信號(hào)放大器4放大的位移信號(hào)，同時(shí)又通過(guò)數(shù)據(jù)線10與計(jì)算機(jī)9相連，負(fù)責(zé)傳遞位移信號(hào)到計(jì)算機(jī)9中；
[0044]信號(hào)放大器14通過(guò)第九導(dǎo)線20、第十導(dǎo)線21與位移傳感器5相連，負(fù)責(zé)對(duì)位移傳感器5采集的信號(hào)進(jìn)行放大處理；
[0045]所述的水箱23、水栗24、進(jìn)水管26與出水管25組成水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)為驅(qū)動(dòng)器4中的超磁致伸縮棒材405進(jìn)行降溫處理。
[0046]所述的溫度顯示儀30通過(guò)第十一導(dǎo)線28、第十二導(dǎo)線29與驅(qū)動(dòng)器4內(nèi)部的溫度傳感器412相連，負(fù)責(zé)顯示超磁致伸縮棒材405的溫度值。
[0047]—種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線裝置中驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括預(yù)緊螺釘401、后端蓋402、后墊片403、外套筒404、超磁致伸縮棒材405、線圈骨架406、前端蓋407、碟簧408、輸出桿409、前墊片410、電磁線圈411和溫度傳感器412。
[0048]一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅(qū)動(dòng)器中后端蓋結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，后端蓋402上設(shè)有穿線槽一4021，方便進(jìn)水管26、電磁線圈411導(dǎo)線、溫度傳感器412導(dǎo)線進(jìn)入。
[0049]—種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅(qū)動(dòng)器中后墊片結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，后墊片403上設(shè)有穿線槽二4031，方便進(jìn)水管26和溫度傳感器412導(dǎo)線進(jìn)入。
[0050]一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅(qū)動(dòng)器中前墊片結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，前墊片410上設(shè)有穿線槽三4101，方便出水管25伸出。
[0051]一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅(qū)動(dòng)器中前端蓋結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，前端蓋407上設(shè)有穿線槽四4071，方便出水管25伸出。
[0052]一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置中驅(qū)動(dòng)器中輸出桿結(jié)構(gòu)示意圖如
[0053]圖7所示，輸出桿409上設(shè)有穿線槽五4091，方便出水管25伸出，端面中
[0054]心部分設(shè)有螺紋孔4092，方便與外部負(fù)載連接，同時(shí)也方便與位移傳感器5
[0055]接觸。
[0056]測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線時(shí)，裝置的操作步驟如下:
[0057]S1:設(shè)定高精度電源I通道一的輸出電流為Ip，在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的偏置磁場(chǎng)強(qiáng)度Hp，作為偏置磁場(chǎng)施加給超磁致伸縮棒材405 ；
[0058]S2:將位移傳感器5測(cè)量的數(shù)據(jù)清零，調(diào)節(jié)預(yù)緊螺釘401，觀察位移傳感器5測(cè)量的數(shù)據(jù)Xo，根據(jù)碟簧408的剛度系數(shù)K，計(jì)算出預(yù)緊力Fo = K*Xo;
[0059]S3:將位移傳感器5測(cè)量的數(shù)據(jù)清零，打開(kāi)水栗24，使水冷卻循環(huán)系統(tǒng)正常工作；
[0060]S4:設(shè)定高精度電源I通道二的輸出電流為IqQ，在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)強(qiáng)度HqO，通過(guò)位移傳感器5測(cè)量此時(shí)的位移值Xq0;
[0061]S5:調(diào)節(jié)高精度電源I通道二的輸出電流為一系列值Iqi(0?Imax),在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生一系列相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)強(qiáng)度Hql，通過(guò)位移傳感器5測(cè)量一系列的位移值Xql;
[0062]S6:調(diào)節(jié)高精度電源I通道二的輸出電流，使得位移傳感器5測(cè)量的位移值不再增大，此時(shí)的電流記為I.，在電磁線圈411內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)強(qiáng)度Hqmax，位移值記為Xqmax;
[0063]S7:通過(guò)繪制以Hqi為X軸，以Xqmax為Y軸的圖形曲線，即可獲得在恒定溫度，偏置磁場(chǎng)為Hp，預(yù)緊力為Fo作用下的超磁致伸縮棒材405的磁滯回線。
[0064]以上所述的技術(shù)方案僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，其特征在于:包括高精度電源、第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、驅(qū)動(dòng)器、位移傳感器、傳感器支架、安裝螺母、螺釘、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集卡、第三導(dǎo)線、第四導(dǎo)線、信號(hào)放大器、第五導(dǎo)線、第六導(dǎo)線、穩(wěn)壓電源、第七導(dǎo)線、第八導(dǎo)線、第九導(dǎo)線、第十導(dǎo)線、底板、水箱、水栗、出水管、進(jìn)水管、底座、第十一導(dǎo)線、第十二導(dǎo)線、溫度顯示儀、第十三導(dǎo)線和第十四導(dǎo)線； 所述的高精度電源通過(guò)第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、第十三導(dǎo)線、第十四導(dǎo)線與驅(qū)動(dòng)器相連，負(fù)責(zé)為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)電磁線圈提供電流信號(hào)； 所述的驅(qū)動(dòng)器固定在底座中； 所述的底座固定在底板上； 所述的位移傳感器通過(guò)安裝螺母固定在傳感器支架上； 所述的傳感器支架通過(guò)螺釘固定在底板上，并保持位移傳感器的觸頭與驅(qū)動(dòng)器的輸出桿為接觸狀態(tài)； 所述的穩(wěn)壓電源通過(guò)第七導(dǎo)線、第八導(dǎo)線與位移傳感器相連，同時(shí)又通過(guò)第五導(dǎo)線、第六導(dǎo)線與信號(hào)放大器相連，負(fù)責(zé)為位移傳感器和信號(hào)放大器提供電源； 所述的數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)第三導(dǎo)線、第四導(dǎo)線與信號(hào)放大器相連，負(fù)責(zé)采集經(jīng)信號(hào)放大器放大的位移信號(hào)，同時(shí)又通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，負(fù)責(zé)傳遞位移信號(hào)到計(jì)算機(jī)中； 所述的信號(hào)放大器通過(guò)第九導(dǎo)線、第十導(dǎo)線與位移傳感器相連，負(fù)責(zé)對(duì)位移傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行放大處理； 所述的水箱、水栗、進(jìn)水管與出水管組成水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)為驅(qū)動(dòng)器中的超磁致伸縮棒材進(jìn)行降溫處理； 所述的溫度顯示儀通過(guò)第十一導(dǎo)線、第十二導(dǎo)線與驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的溫度傳感器相連，負(fù)責(zé)顯示超磁致伸縮棒材的溫度值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量超磁致伸縮棒材磁滯回線的裝置，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)器包括預(yù)緊螺釘、后端蓋、后墊片、外套筒、超磁致伸縮棒材、線圈骨架、前端蓋、碟簧、輸出桿、前墊片、電磁線圈和溫度傳感器； 所述的后端蓋上設(shè)有穿線槽一，方便進(jìn)水管、電磁線圈導(dǎo)線、溫度傳感器導(dǎo)線進(jìn)入； 所述的后墊片上設(shè)有穿線槽二，方便進(jìn)水管和溫度傳感器導(dǎo)線進(jìn)入； 所述的前墊片上設(shè)有穿線槽三，方便出水管伸出； 所述的前端蓋上設(shè)有穿線槽四，方便出水管伸出； 所述的輸出桿上設(shè)有穿線槽五，方便出水管伸出，端面中心部分設(shè)有螺紋孔，方便與外部負(fù)載連接，同時(shí)也方便與位移傳感器接觸。
【文檔編號(hào)】G01R33/14GK205691755SQ201620668568
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日 公開(kāi)號(hào)201620668568.5, CN 201620668568, CN 205691755 U, CN 205691755U, CN-U-205691755, CN201620668568, CN201620668568.5, CN205691755 U, CN205691755U
【發(fā)明人】喻曹豐, 王傳禮, 冒鵬飛, 馬丁, 鐘長(zhǎng)鳴, 許攀
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)