悬浮式磁性液体球差动变压器式位移传感器

发布时间：2025-04-18 06:23

　　 磁流体具有磁性和流体流变特性,是一种新型功能材料,在传感领域多有应用。文中分析了磁流体磁性液滴的特性,提出了利用磁性液滴代替铁芯实现差动变压器式位移传感器的方案,设计出传感器原理样机以及信号调理电路,进行了测试台的构建,完成了性能测试,得到了灵敏度等基本特性数据,最后对误差进行了分析。结果表明,用磁流体液滴代替传统的铁芯实现差动变压器式位移测量具有死区小、长寿命以及高灵敏度等特点。

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【部分图文】：

图1 磁性液体式差动变压器位移传感器

磁流体差动位移传感器的详细结构如图1所示,包括磁性液体、双层球壳、连接杆、密封圈、筒体、激励线圈和感应线圈。磁性液体采用Fe3O4磁载子,基液为润滑油,整体密度为1.2g/mm3。双层球壳采用PLA材料打印,密度为0.82g/mm3。磁性液体封装在双层球壳内,通过设计双层球壳....

图2 磁性液体球壳示意图

图1磁性液体式差动变压器位移传感器在筒体内注水,球体在筒体内悬浮在水中,一根贯通球壳的连接杆来带动磁性液体球的移动。线圈分为两层,外部为激励线圈,内部为感应线圈。感应线圈是2个对称的次级线圈,在激励线圈中引入励磁信号,磁性液体球由于受到梯度磁场力的作用而向梯度最小的地方移动,即....

图3 检测电路原理框图

通过该传感器测位移时,根据得到的电压值经过标定后即可得到对应的位移z,从而进行数值读取[7]。测量电路如图3所示。由于产生的差动电压输出存在极性,在正向和反向产生的电压差在相位上相差180°,这里利用相敏检波电路来测量极性。3传感器样机及测试

图4 传感器样机

按图1所示构建磁性液体位移传感器,测量相关的指标如下:饱和磁化强度为400GS,密度为1.2g/mL,表面张力为2.9μN·m,环境温度为27℃时黏度为6mPa·s,水中溶解度可忽略,表观为黑色液体[5]。在常温下,将其注入到球壳后插入连接杆后密封,然后装入充满水的线....

本文编号：4040674