压磁式传感器的结构优化与静态标定.pdf

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1、第28卷第4期传感技术学报V01．28No．42015年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．2015StructureOptimizationDesignandStaticCalibrationfortheMagnetoElasticSensorFUGuangyang，YUBingqiang，ZHAOShixia，ZHAOJian(1．CollegeofEnvironmentalandChemicalEngineering，YanshanUniversity，QinhuangdaoHebei06600

2、4，China2．SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China)Abstract：Inordertogetthelightestweightofthemagnetoelasticsensorwhichismadebycold—rolledsiliconsteelsheetsunderthesafetyworkingcondition，thestructureoptimizationdesignofthesensorwascompletedbasedonANSY

3、S14．0platform．Moreover，theinfluenceofthedesignvariablesonthevolumeandtheVonMisesstressofthesensorisconcludedinthispaper．Thenthestaticcalibrationexperimentiscarriedouttofigureoutthemainstaticperformancespecificationofthesensor．Moreover，someexperimentalanalysesandresearchesofth

4、edesignedsensorarecarriedoutundertheconditionsofdifferentpre—load，differentloadscopeanddifferentmagnetismfrequency．Fi-nally，applicationresultshowsthatthesensorhastheadvantagesofstrongeranti—interferenceability，signalstability，high-precisionandlongservicelife．Thesuccessfulappl

5、icationofthesensorrealizesthemeasurementofstripshapeinreal—time，andlaysasolidfoundationforshapecontro1．Keywords：cold-rolledsiliconsteelsheets；magnetoelasticsensor；ANSYS14．0；thestructureoptimizationdesign；staticcharacteristic；shapeEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2015．04

6、．005压磁式传感器的结构优化与静态标定付广洋，于丙强，赵世霞。，赵健(1．燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛066004；2山东大学机械工程学院，济南250061)摘要：为了保证所研制的压磁传感器在安全工作条件下质量最轻，基于ANSYS14．0的优化平台，完成了对压磁传感器体积的优化设计，并进一步研究了各优化参数的敏感性；其次，对传感器的主要静态性能指标进行了标定；然后在不同预载荷，不同测力范围，不同励磁频率条件下对传感器的重复性，线性度和灵敏度进行了实验分析与研究，最后，工业应用验证了该传感器使用周期长，检测信号稳定不失真，检测精度高，为

7、冷轧带钢板形闭环控制奠定了基础。关键词：压磁式传感器；优化设计；静态特性；板形中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1004-1699(2015)04-0479-08高精度板形是高级冷轧带钢的重要质量指标，优点，因此常用于冶金，矿山，运输等工业作为测力开发高精度的板形测量传感器，寻求合理的检测方与称重。本文对接触式分片内孔压磁式板形仪法，研制高质量的板形仪对改善板形非常关键和重的检测元件一压磁式传感器进行了优化设计，并对要，压磁式传感器(也称磁弹性传感器)是板形其静态特性进行了标定。检测单元的重要组成部分，压磁式传感器是利用铁1压磁传感器

8、的结构优化磁材料的磁弹性效应而工作的一种传感器，即利用这种传感器将作用力(如弹性应力，残余应力等)的1．1压磁元件变化变换成传感器导磁率