基于磁致伸缩原理的结冰传感器设计理论

为了实现复杂环境中结冰的自动探测 ,本文对一种基于磁致伸缩原理的结冰探测方法进行了研究。文中首先依据磁致伸缩材料的特性分析了该方法的工作原理 ,然后对振管式结冰传感器进行了系统设计和建模 ,并推导出了其理论计算公式 ,最后对传感器样品进行了性能试验 ,试验结果表明该设计方法是有效的     

超磁致伸缩超声换能器的结构与谐振频率分析

基于电路理论和系统动态方程提出了超磁致伸缩换能器的系统化整体结构设计方法。建立了超磁致伸缩超声换能器的有源元件Terfenol-D棒和各振动组件的机电等效电路，与电路理论相类比推导出谐振状态的频率方程，求解频率方程得出换能器各部分的结构尺寸。以这些尺寸为依据，用数值计算软件计算磁致伸缩棒中磁场分布情况：用有限元法建立了换能器的磁-机械耦合动态方程，结合磁场分布情况，求解动态方程得出谐振频率，与给定谐振频率对比并校核原结构设计，优化结构。     

超磁致伸缩振动传感器输出特性的实验研究

超磁致伸缩材料Terfenol-D在机械应力作用下,磁化强度会发生变化,这种效应为逆磁致伸缩效应或Villari效应,利用该效应可以制作将机械能转换成电能的振动传感器。进行振动传感器的实验研究,结果表明在合适的偏置磁场和较小的预应力偏置条件下,传感器输出的感应电压峰-峰值较大,传感器输出感应电压的峰-峰值和输入振动信号的频率和幅值成正比。基于电磁学原理和铁磁材料的磁化强度模型,计算振动传感器的偏置磁场和预应力对感应电压输出的影响,并计算振动传感器在机械振动输入条件下的感应电压输出,实验结果与计算结果基本相符。实验结果和计算结果为振动传感器的优化设计和应用打下基础。     

稀土超磁致伸缩换能器的谐振频率分析

采用有限元方法和等效电路法对稀土超磁致伸缩换能器的谐振频率进行计算,将求解结果与实验测试结果进行比较,验证了计算结果的准确性.     

稀土超磁致伸缩电机及其应用

稀土超磁致伸缩电机在大应变、强力和高功率密度及高精度、快速响应以及高可靠性等方面有着其它电机无法比拟的优点。介绍了这种电机的结构原理、性能特点及其典型应用事例。文中还就稀土超磁致伸缩材料及其驱动器件的市场应用前景进行了展望。     

磁致伸缩型其它磁传感器和传动器：磁性传感器的现状与未来（三）

介绍了几种非晶以外的磁致伸缩型磁性传感器，磁头式扭矩传感器，磁各向异性应力传感器，线爆喷涂膜扭矩传感器，最后介绍了巨磁致伸缩传动器及其应用。     

磁致伸缩型非晶磁性传感器：磁性传感器的现状和未来（二）

介绍几种采用磁致伸缩非晶合金制作的磁性传感器，利用Ｗｉｅｄｅｍａｎｎ逆效应的磁场一电流传感器、螺线管或扭矩传感器、机械应力传感器、大巴克豪森效应距离传感器等．     

超磁致伸缩换能器谐振频率自动跟踪方法

为了能有效地减小换能器的体积,实现同位控制及对换能器工作频率的自动调节,提高换能器的工作效率,提出了超磁致伸缩换能器的谐振频率自动跟踪方法。根据超磁致伸缩材料压磁方程,建立了超磁致伸缩换能器速度、阻抗及所受外力的自感知模型;分析了利用感知阻抗自动搜索谐振频率的工作原理,在无需安装检测谐振频率传感器的条件下,实现换能器谐振工作点的自感知,并能方便、快速地自动跟踪系统的谐振频率。在研制的实验装置上,比较分析了扫频方式和搜索感知阻抗方式跟踪谐振频率的一致性,验证了换能器谐振频率自动跟踪方法的可行性与正确性。     

磁致伸缩位移传感器电路系统的设计

为了实现磁致伸缩位移传感器的低成本化,提出了一种基于MSP430单片机的电路方案,分析设计了脉冲功率放大、信号放大与整形、时间测量、传感器输出接口等电路模块。磁致伸缩效应的特性,以及高精度时问测量电子电路的实现,保证了传感器的测量精度。电路系统各部分信号的实验波形和测试数据表明,传感器具有较高的整体性能,为传感器的低成本产品化生产奠定了基础。     

磁耦合谐振式无线电能传输方向性分析与验证

针对在磁耦合谐振式无线电能传输系统中角度偏转是否会对接收电能产生影响的问题,首先利用空间两空心线圈的互感耦合理论和等效电路分析无线电能传输系统的频率特性,得到归一化电压的频率响应曲线和电能无线传输的必要条件。然后根据空间任意放置的空心线圈的耦合系数与方向的关系分析方向改变对耦合因数的影响,提出系统在过耦合、临界耦合和欠耦合三种状态下的方向特性。最后,设计了实验电路并进行了相关的实验研究,实验结果与理论分析具有较好的一致性,验证了无线电能传输系统中方向性的问题。本文关于方向性的分析为移动设备的无线电能传输系统设计和参数优化提供有益的参考。     

小功率无线电能传输系统谐振线圈设计优化

针对胶囊内镜微型化的发展趋势,采用MATLAB详细分析了PCB板平面螺旋线圈构成的无线电能传输系统中接收线圈的线间距、线宽、铜厚、线圈匝数等参数对于品质因数和传输效率的影响.在电源频率为13.56 MHz下,综合考虑各个方面对线圈的影响,得出优化参数如下:线间距为0.254 mm、线宽为2.54 mm、铜厚为35 μm、线圈匝数为6匝.在优化线圈参数的基础上,详细分析了线圈距离对系统传输效率的影响,验证了PCB螺旋线圈应用于胶囊内镜无线供电的可行性.该优化结果对于研究小功率谐振式无线电能传输系统有一定的参考意义.     

LRC串联谐振电路中Q与R关系的实验研究

在电感L、电容C和电阻R组成LRC串联谐振电路中,通过改变电阻R的数值,分别测定了LRC串联谐振电路中不同电阻R对应的品质因数Q值,得到了LRC串联谐振电路的品质因数Q与电阻R的关系,这一实验结果在电路设计中具有一定的参考和应用价值。     

高精度、低功耗的基准电压源设计

运用高增益的运算放大器进行内部负反馈,采用嵌套式密勒补偿,设计出了一款低温漂、高电源抑制、低功耗的带隙基准电压源。基于HYNIX 0.5μm CMOS工艺,利用HSPICE仿真验证。仿真结果表明,当温度从-40℃~120℃变化时,基准的温度系数为13.7ppm/℃,低频时的电源抑制比为-117dB,静态工作电流为4μA。     

零电流开关高功率因数整流器的控制方法

提出了单开关三相降压式电容输入准谐振功率因数校正(PFC)电路,并分析了准谐振PFC的工作原理,进而得到单相时变简化分析模型。采用改进的PID控制策略,提出了混合频率调制法,设计了相应的控制电路。仿真结果表明准谐振PFC实现了零电流开关,动态特性好,负载范围宽,满足了直流屏电源负载的要求。研究成果对校正装置的实现具有积极的指导意义。     

一种软开关高功率因数直流电源的设计

设计了一台高功率因数直流开关电源.采用有源箝位技术,实现主电路的软开关;基于专用复合控制芯片,简化控制系统的设计.实验结果表明,所设计的电源,其性能指标达到要求.     

高频磁场检测中采样保持器的设计及其性能分析

磁共振耦合无线电能传输技术是当前电能传输领域的前沿课题,该技术通过高频磁共振耦合实现电能传输,高频磁场是其实现电能无线传输的媒介。收发线圈间的互感耦合系数直接影响着系统的传输效率和传输距离。空间磁场强度同步检测是准确分析互感耦合系数最直接的方法。高速、宽频带的采样保持器是实现空间高频磁场强度同步检测的关键。从采样保持器的原理出发,详细分析了采样保持器内放大器的不同工作模式和电容的材质对采样保持电路性能的影响,探讨了空间高频磁场信号的特性及其对采样保持器的要求。在此基础上,设计了一种高速采样保值器,并通过实验对其在不同模式下的性能做了详细分析。     

基于IR1150的单相高功率因数整流器设计与实现

设计了一种新型单相高功率因数整流器,控制电路采用基于单周期控制的电流连续模式(CCM),功率因数校正芯片IR1150作为主控芯片,无需传统功率因数校正(PFC)电路所需的乘法器、输入电压采样以及固定的三角波振荡器,简化了PFC电路的设计并缩小了装置体积。分析了系统的工作原理,对高功率因数整流器的主要模块如升压储能电感、输出电容、电流环与过电流保护、电压环与输出过电压保护、电磁干扰(EMI)滤波器和噪声干扰的抑制等进行了详细分析与设计。在升压储能电感设计中,采用了一种新型薄铜带工艺绕制的Boost储能电感,有效地减小了高频集肤效应,改善了Boost变换器的开关调制波形并降低了磁件温升。500W的样机实验表明,该高功率因数整流器设计合理、性能可靠,功率因数可达0.994。     

一种恒压输出的高功率因数开关电源设计

基于具有PFC功能的SA7527控制芯片,设计了一款恒压输出的高功率因数开关电源。在阐述系统工作原理的基础上,重点对单端反激拓扑结构中兼具储能电感作用的高频变压器这一核心部件进行了设计。实验研究结果表明该开关电源在输入电压宽范围变化的情况下,可实现稳定的电压输出,最高功率因数可达0.95。     

Influence of commutator power circuits on the quality of output voltage of controlled rectifier constructed on the base of transformers with rotating magnetic fields

It is analyzed how the commutator circuits of controlled rectifiers with transformers with rotating magnetic fields influence the quality of output voltage. By analyzing the rectified voltage under different types of loads, the relationships have been found between the pulsation coefficients and the number of pairs of power keys in the commutator of a controlled rectifier with transformers that have rotating magnetic fields.     

高饱和磁通密度低损耗MnZn铁氧体材料ZY90的开发

采用传统的氧化物陶瓷工艺制备高饱和磁通密度、低损耗锰锌软磁铁氧体材料ZY90,研究了主配方和CaCO3、Co2O3等掺杂对材料饱和磁通密度和功率损耗的影响。结果表明,主配方氧化铁含量在55.2mol%时,可以获得较高饱和磁通密度;适量的CaCO3掺入可使铁氧体晶粒均匀,晶粒边界变厚,形成一定厚度的高阻层,降低比损耗因子;添加适量的Co2O3可以使K1值有多个补偿点,提高电阻率,降低损耗;当CaCO3掺杂量为1000×10-6,Co2O3掺杂量为1500×10-6,饱和磁通密度与功率损耗表现最好。