套筒式磁弹索力传感器设计研究.pdfVIP

第23卷 第 10期 传 感 技 术 学 报 V01．23 No．1O 2010年 1O月 CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS Oet．2010 DesignofSleeve-TypeM agneto-ElasticCableTensionSensor LIUXiaoliang，CHENWeimin ，LIULin，ZHANGPeng，LUOWei，RENLinjiao (＼Chong—qin细gUniversityf，ecChongqing400044，China一， 却州一 c J) Abstract：Inview ofthecurrentsituationthatthedesignofsleeve—typemagneto—elasticcabletensionsensormainly dependsonexperience，thedesignmethodofsleeve-typemagneto—elasticcabletensionsensorisproposedbasedon detailedanalysisofsensor’Sprinciple，structuralcharacteristicandmagneticdistribution．Thismethodcanbeused todesigncorrespondingsensorsforspecificsizecables．According toaactualengineeringcable，asensorisde- signedwiththemethod．Finally，simulationofmagneticfielddistributionwithinthesensorandthepullingtension experimentarecarriedout．Theresultindicatesthatthesensormeetsthedesireddesignrequirementandthesensor sensitivityis 一0．3535mV／MPa．Thisdesignmethodisfeasible． Keywords：sensor；designmethod；magnetoelasticityeffect；tensionexperiment EEACC：7210X；3120W doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2010．10．029 套筒式磁弹索力传感器设计研究木 刘小亮，陈伟民 ，刘 琳，章 鹏 ，罗 伟，任林娇 (重庆大学光 电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044) 摘 要 ：针对套简式磁弹索力传感器的设计主要凭经验的现状，在详细分析套筒式磁弹索力传感器原理、传感器结构及内部 磁场分布的基础上，对传感器的设计进行了研究，提出了能针对具体尺寸缆索设计相应套筒式磁弹索力传感器的设计方法； 用此设计方法对某实际工程上应用的缆索的传感器进行设计，并完成传感器内部磁场分布仿真和传感器拉力实验 ，结果表 明：传感器达到预期的设计效果，且传感器灵敏度达 一0．3535mV／Mpa，此设计方法可行。 关键词 ：传感器；设计方法 ；磁弹效应；拉力实验 中图分类号 ：TP212．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1004—1699(2010)10—1510—05 磁弹索力测量法以传感器结构简单、成本低廉、 1 磁弹索力传感器原理及结构分析 使用寿命长、安装更换方便等优点成为缆索用户关 注的热点之一。在各相关研究机构提出的各种传感 要研究能够针对具体尺寸的缆索设计相应传感 器结构中，双套筒式和旁路式结构的传感器 I4由 器的设计方法，必然要结合缆索特点分析传感器原 于使用导磁轭铁而存在体积偏大、重量偏重、成本稍 理及结构 。 高的缺点，不适合长期在线索力监测；而套筒式结构 工程 中的钢缆索 由多根小圆柱体钢丝组合而 的传感器已经成功应用于国内外大型建筑结构的索