磁性液体微压差传感器的理论及实验研究

论文摘要

微压差传感器广泛应用于航空航天、工业过程控制、机械制造、生物医学工程等许多领域。目前,人们已经开发了种类众多、性能各异的微压差传感器,但是随着技术水平的不断提高,人们对微压差传感器的性能提出了更高的要求,微型化、数字化、智能化成为其发展的新动向。因此,探究新原理、运用新材料、采用新结构来开发性能更加优异的微压差传感器成为世界各国研究的热点。磁性液体是一种新型的纳米磁性材料,它既具有铁磁性材料的磁性,又具有一般液体的流动性,其独特性能使其一经问世就得到了广泛的应用。近年来,磁性液体在传感器领域的应用也引起了人们越来越多的关注。将磁性液体应用于微压差传感器的研究在国内尚属空白,本论文主要研究了一种磁性液体微压差传感器的设计方法,对新型传感器的开发有着重要的意义。本论文的主要研究工作如下:(1)建立了磁性液体微压差传感器的理论模型,并对其输入输出关系进行了推导;(2)进行了传感器的结构设计,选择了适当的结构参数,制定了实验方案并搭建了实验台;(3)进行了传感器的电路设计,对处理电路进行了仿真和实验,并采集了实验数据;(4)研究了传感器的性能参数;(5)分析了该传感器模型中存在的问题,为进一步的研究和应用指明了方向。实验表明,该种磁性液体微压差传感器具有线性度好、灵敏度高、稳定可靠等优点,具有十分广阔的应用前景。新型磁性液体微压差传感器必将推动传感器领域的发展,因此,对它的开发研究具有十分重要的意义。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 磁性液体概述
• 1.2 国外磁性液体传感器的现状
• 1.3 国内磁性液体传感器的现状
• 1.4 本章小结
• 2 传感器基本知识概述
• 2.1 传感器简介
• 2.1.1 传感器的定义和组成
• 2.1.2 传感器的分类
• 2.1.3 传感器的特性分析
• 2.2 压差传感器现状
• 2.3 本章小结
• 3 微压差传感器工作原理
• 3.1 固体磁芯式互感传感器工作原理
• 3.2 液体磁芯式互感传感器工作原理
• 3.3 传感器的误差
• 3.4 本章小结
• 4 微压差传感器结构设计
• 4.1 线圈设计
• 4.2 U形管尺寸设计
• 4.3 磁性液体的选择
• 4.4 本章小结
• 5 微压差传感器电路设计
• 5.1 传感器初步实验
• 5.1.1 初级输出电路
• 5.1.2 激励电压的选择
• 5.1.3 激励频率的选择
• 5.2 整流电路设计
• 5.3 滤波电路设计
• 5.4 减法电路设计
• 5.5 本章小结
• 6 微压差传感器实验过程与结果分析
• 6.1 实验过程
• 6.2 实验数据
• 6.3 结果分析
• 6.3.1 灵敏度分析
• 6.3.2 线性度分析
• 6.3.3 激励频率的影响
• 7 结束语
• 7.1 总结
• 7.2 问题及建议
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集