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磁致伸缩压力传感器设计及其输出特性
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.12[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, [2]清华大学计算机科学与技术系,智能技术与系统国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51171057);河北省自然科学基金资助项目(No.E2016202034);河北省高等学校科学技术研究重点项目(No.ZD2016004)
中文摘要:

研究了铁镓合金(Galfen01)的磁致伸缩特性,提出一种基于Galfenol的新型磁致伸缩压力传感器,以实现机器人的触觉力精确感知。该传感器利用磁致伸缩逆效应将压力转换为电压信号,从而完成对压力的精确测量。设计、制作了磁致伸缩压力传感器,采用双永磁体回形磁路优化了压力传感器的磁场。对传感器进行了理论分析与实验研究,讨论了偏置条件、外压力等因素对输出电压峰值的影响。实验结果表明,在偏置磁场为4.8kA/m、施加的压力为2.5Hz、6N时,传感器的输出电压峰值达16mV,且输出电压峰值与压力呈较好的线性关系。研制的传感器具有结构简单、线性度好、反应速度快等特点,可以满足机器人触觉感知的需求,也可应用于其他领域的压力测量。

英文摘要:

Magnetostrictive characteristics of Galfenol were researched and a new type of magnetostric- tive pressure sensor based on the Galfenol was proposed to implement the accurate perception of tactile sensation for robots. The sensor converts a pressure signal into a voltage signal based on magnetos- trictive inverse effect to implement the accurate measurement of the pressure. The magnetostrictive pressure sensor was designed and fabricated, and the magnetic field of pressure sensor was optimized by a magnetic circuit of double permanent magnets. Then, the sensor was analyzed theoretically and investigated experimentally, and the influences of bias condition, external pressure and other factors on the peak value of output voltage were discussed. The results show that when bias magnetic field is 4.8 kA/m and applied pressure is 2.5 Hz and 6 N, the peak value of output voltage reaches 16 mVand the peak value of output voltage has better linear relation with the pressure. The developed sensor is characteristics by simple structure, good linearity, and a quick response speed. It meets the require- ments of tactile sensation of robots and is suitable for the pressure measurement in other fields .

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:22699