摘要：由磁弹基本原理可知,不同拉力作用下杆件材料的磁特性曲线存在差异,据此可发展出一种杆件拉力测量方法。为准确获取磁特性参数与拉力的关系表达式,搭建了力热耦合条件下的磁特性曲线测量装置,并进行了相关影响因素的试验研究。拉力的测量精度与传感器结构及其励磁方式、材料剩磁状态、温度和数据分析过程等多因素密切相关,首先试验对比分析了脉冲、交流两种励磁方式对磁特性曲线的测量精度的影响,表明剩磁状态对脉冲励磁的测量结果影响较大,而交流励磁的重复测量稳定性高,更适合用于杆件拉力测量;其次,通过拟合确定系数、灵敏度等指标对比,讨论了励磁磁场强度选取对磁特性参数与拉力的关系方程特性的影响,得到了一组磁感应强度与纯铁杆拉力的标定方程,其线性拟合确定系数大于0.99,灵敏度为-3.46m T/k N;最后,试验测试了不同温度条件下纯铁杆材料的磁特性曲线,分析结果显示,磁感应强度与温度间存在非线性关系。上述研究为杆件拉力的工程检测提供了试验方法和技术。

关键词：磁弹 磁特性曲线 励磁方式 拉力测量 温度 

单位：北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 北京100124