考虑本征非线性的磁致伸缩力传感器磁路优化设计研究

武汉理工大学学报 ›› 2015, Vol. 37 ›› Issue (11) : 107-112.

机电与信息工程

李鹏辉¹，李波¹，李传¹，舒亮²，曹清华^1,3，陈定方¹

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摘要

针对压电式力传感器和超磁致伸缩力传感器无法对交变载荷进行连续测量的问题，设计了一种以Galfenol合金为敏感元件的封闭式力传感器结构。为对传感器磁路进行优化设计，提出一种考虑材料本征非线性的磁路设计方法，并将之与采用线性磁导率的仿真方法进行对比研究。仿真对比显示，所提出的仿真新方法具有更高的准确性。基于该方法对封闭式力传感器和开放式的力传感器进行了磁路对比，仿真和实验结果显示，利用闭合结构对力传感器进行设计，可以有效提高磁通的利用效率，减少漏磁。同时，仿真得到的磁通密度分布与实验实际测量得到的磁通密度吻合较好，验证了封闭式磁路的可靠性及合理性。