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磁致伸缩材料磁弹性内耗的场依赖特性及其用于磁场传感研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:0
  • 页码:883-892
  • 语言:中文
  • 分类:TM27[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程] TP212.14[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]重庆大学光电工程学院,光电技术及系统教育部重点实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(批准号:2007AA12Z132)、国家自然科学基金重点项目(批准号:50830202)和国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院NSAF联合基金(批准号:10776039)资助的课题.
  • 相关项目:高灵敏度磁探测器用磁电换能复合材料的研究
中文摘要:

分析和测试了磁致伸缩材料磁弹性内耗的偏置磁场依赖特性,发现Terfenol-D的品质因数(与内耗的量值成反比)强依赖于偏置磁场.利用磁致伸缩材料磁弹性内耗强依赖于偏置磁场的特性,提出了一种静态和准静态磁场的磁传感器方法,即将磁致伸缩材料与压电变压器单元层叠构建一种复合变压器.分析表明:在谐振状态下,复合变压器的输出电压正比于其品质因数,于是复合变压器的输出电压强依赖于偏置磁场;磁致伸缩材料的ΔE效应对复合变压器输出电压的影响很小.制备Terfenol-D/PZT8复合变压器进行了实验,结果表明,在近谐振状态下,当激励输入电压振幅为0.5 V时,复合变压器工作的输出电压对静态磁场的灵敏度达到-~5.12 mV·Oe^-1.

英文摘要:

The magnetoelastic damping in magnetostrictive material is investigated. It is noted that the quality factor (the inverse measure of damping) of giant magnetostrictive material Terfenol-D is strongly dependent on bias direct current (DC) magnetic field. Taking advantage of the DC field dependence of magnetoelastic damping in magnetostrictive material, a DC or quasistatic magnetic sensor is proposed. The sensor is designed as a composite piezoelectric transformer (CPT) which is fabricated by bonding magnetostrictive material and piezoelectric transformer in layers. Theoretical analysis shows that the output voltage of the CPT is directly proportional to the quality factor of the CPT. Therefore, the output voltage of the CPT also strongly depends on DC field due to the strong field dependence effect of quality factor in magnetostrictive material. In addition, the ΔE effect of magnetostrictive material has little influence on the magnitude of the output voltage. A Terfenol-D/PZT8 composite transformer is fabricated for experiment. The experimental results show that the output sensitivity to DC field achieves ~5.12 mV·Oe^-1 when the CPT is driven near resonance by an AC voltage with amplitude of 0.5 V.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),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),中国北大核心期刊(2000版)
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