黎善斌《自动检测技术与装置》第九节 磁弹性式检测元件.pptVIP

第九节 磁弹性式检测元件 磁弹性式检测元件也称为压磁式检测元件，简称压磁元件，是一种新型的检测元件。它是基于铁磁材料的磁弹性效应工作的 一、磁弹性效应 第九节 磁弹性式检测元件 磁致伸缩效应 指铁磁材料在外磁场作用下其磁化矢量发 生转动，而使其形状发生变化,但体积保持 不变的现象 磁致伸缩系数λ 式中 为伸缩比 第九节 磁弹性式检测元件 压磁效应 当铁磁材料因磁化而引起伸缩或受到外部施加的作用力时，它的内部发生应变，进一步会产生应力 ，从而导致材料的磁导率 发生变化，这种现象称为压磁效应 铁磁材料的相对磁导率变化与应力 的关系可表示为 式中B为磁感应强度 第九节 磁弹性式检测元件 二、磁弹性式检测元件的结构及工 作原理 磁弹性式检测元件的工作原理 压磁元件是由磁性材料构成,作为敏感元件产生压磁效应。弹性元件是由弹簧钢制成的 第九节 磁弹性式检测元件 第九节 磁弹性式检测元件 磁弹性式检测元件的误差分析 场强度的影响 第九节 磁弹性式检测元件 激励频率的影响 第九节 磁弹性式检测元件 激励电流的影响 第九节 磁弹性式检测元件 预加载荷的影响 第九节 磁弹性式检测元件 温度的影响 第九节 磁弹性式检测元件 第十节 核辐射式检测元件 核辐射式检测元件是利用被测物质对射线的吸收、散射、反射或射线对被测物质的电离作用而工作的，可用来检测厚度、物位、密度、成分等各种参数，还可用于金属探伤等 核辐射式检测元件主要由放射源、检测器及转换电路组成 第十节 核辐射式检测元件 一、放射源 在检测仪表中，采用的放射源是放射性同位素，放射性同位素的原子核是不稳定的原子核，在无任何外因作用下，它会自动衰变，同时会放出粒子或射线而变为另外的同位素，这种现象称为核衰变 第十节 核辐射式检测元件 放射源的强度随时间按指数定律而衰减，即 式中 为开始时的放射源强度； 为经过时间t后放射源强度； 为放射性衰变常数，与外界条件和时间无关 第十节 核辐射式检测元件 Alpha粒子是从原子核中发射出的带有两个正电荷的粒子，其粒子质量较重，电离作用最强 Beta粒子是带有一个负电荷的高速电子，粒子具有较强的贯穿能力和较弱的电离能力 Gamma射线是一种从原子核发射出来的电磁辐射，不带电，以光速运动，它具有极强的穿透能力，但电离作用极小 第十节 核辐射式检测元件 二、探测器 射线和物质的作用是探测射线存在和强弱 的基础，探测器就是以射线和物质的相互 作用为基础而设计的 射线与物质的作用 第十节 核辐射式检测元件 带电粒子和物质的作用 电离和激发 散射 吸收 γ射线和物质的作用 光电效应 康普顿效应 电子对的生成 第十节 核辐射式检测元件 核辐射检测器 核辐射检测器又称核辐射接收器，它的主 要用途是将核辐射信号转换成电信号，以 检测出射线强度的变化 电流电离室 闪烁计数器 第十节 核辐射式检测元件 三、核辐射式检测元件的误差 辐射源强度误差 在时间t内，强度衰减为 ，所以由辐射源本身核衰变引起的相对误差为 第十节 核辐射式检测元件 核衰变的统计特性引起的误差 由于核衰变产生的粒子数是随机的，它服从于统计规律，检测器测量到的粒子数的相对误差可按下式计算 式中 为测量时间； 为射入检 测元件的粒子的平均频率；为 检测元件的效率 * 自动化科学与工程学院 * 压磁检测元件结构原理图 1--压磁元件；2--基座； 3弹性元件；4--传力元件 压磁元件结构原理图 不同磁场强度与输出特性曲线 1—H716A/m；2—H=716-796A/m； 3—H796A/m 磁场强度选择合理 有良好的线性特征； 不合理；非线性特征 不同激励频率时的输出特性曲线 激励频率越高，线性度越好，检测元件的灵敏度越高 激励电流与线性度和灵敏度的关系 1—线性度； 2—灵敏度 载荷下的输出特性 磁感应强度与温度的关系 1—铁镍合金；2—镁铜铁氧体 居里点也称居里温度或磁性转变点， 是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度， 即铁电体从铁电相转变成顺电相的相变温度。 0 50 100 150 T/0C 镁铜铁氧体初始磁导率对温度的关系 1 2 3 4 钴：伽玛和X射线；锶：beta粒子；铯：beta粒子和伽玛射线 * 自动化科学与工程学院 * * * *