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高灵敏度光纤磁场传感器的设计与模型研究
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:0
  • 页码:1281-1286
  • 分类:TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室,天津300130
  • 相关基金:国家自然科学基金(50971056,51171057,51107030)资助项目
  • 相关项目:具有负的超磁致伸缩合金Sm-R-Fe(R=Dy,Nd)系相图及其合金的磁致伸缩性能研究
中文摘要:

根据磁致伸缩效应和光纤腔衰荡技术设计了高灵敏度的磁场传感器。基于Jiles-Atherton模型、二次畴转模型和光纤衰荡技术波长解调原理,建立了磁场传感器的数学模型,模型反映了磁场一应变一光纤腔衰荡时间之间的耦合机制。对不同预应力作用下Terfenol-D棒的磁致伸缩输出应变、衰荡时间、系统灵敏度与磁场之间的变化规律进行了理论分析和仿真研究,结果表明,该传感器具有很高的灵敏度,可通过改变预应力实现不同量程范围内的磁场测量,研究可为发展新型的高灵敏度磁场传感器提供了理论指导。

英文摘要:

A high-sensitivity magnetic field sensor is designed based on magnetostriction effect and fiber-loop cavity ring- down technique. A mathematic model of the magnetic field sensor is presented according to the Jiles-Atherton model, quadratic magetic domain rotation model and the demodulation principle of fiber-loop cavity ring-dowrt technique. The model quantifies the coupling mechanisms among the magnetic field, strain and the ring-down time of the fiber loop. The strain variation of a Terfenol-D rod, the ring-down time of the fiber loop and the sensitivity of the sensor with the magnetic field are analyzed and simulated under different prestresses. Results show that the sensitivity of the sensor is very high and the measurement range of the magnetic field sensor can be changed by changing the prestress. The study result can pro- vide a theoretical foundation for the development of new high-sensitivity magnetic field sensors.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481