磁控形狀記憶合金傳感器設(shè)計與信號處理研究.pdf

1、磁控形狀記憶合金（MSMA）是一種具有可逆性特點的新型功能材料，對偏置磁場下變形的MSMA材料施加較高頻率的動態(tài)力，檢測線圈兩端可輸出較大的感應(yīng)電壓信號，利用該特性可研制MSMA傳感器?；诖趴匦螤钣洃浐辖鹉嫣匦栽O(shè)計的傳感器是自動檢測技術(shù)領(lǐng)域、電機控制領(lǐng)域中的重要研究內(nèi)容之一。本文開展了MSMA傳感器建模，MSMA傳感器樣機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和基于小波分析的MSMA傳感器的信號處理等工作。
　　本文首先利用MSMA的逆特性，建立MSMA傳

2、感器的逆特性模型，推導(dǎo)出MSMA傳感器的感應(yīng)電壓輸出表達式。在預(yù)壓力和偏置磁場恒定的條件下，研究了感應(yīng)電壓與激振力的頻率之間的關(guān)系。
　　其次，在MSMA傳感器的理論基礎(chǔ)上，進行MSMA傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。利用MagNet電磁仿真軟件對MSMA傳感器偏置磁場大小的可控性進行分析，確定了MSMA傳感器的鐵心優(yōu)化結(jié)構(gòu)并制作MSMA傳感器的樣機，搭建MSMA傳感器實驗系統(tǒng)。MSMA傳感器感應(yīng)電壓的實驗結(jié)果與理論計算結(jié)果進行比較，驗證了MS

3、MA傳感器模型的正確性。
　　最后，開展基于小波分析的MSMA傳感器的信號處理與故障檢測研究工作。由于MSMA傳感器輸出的感應(yīng)電壓存在較大的干擾，需要對感應(yīng)信號進行數(shù)字濾波以提取有效數(shù)據(jù)。在小波分析濾波原理基礎(chǔ)上，采用db5小波數(shù)字濾波算法，將不同頻段的感應(yīng)電壓信號進行軟閾值濾波，并通過小波分解MSMA傳感器的感應(yīng)信號進行故障檢測。由小波濾波結(jié)果與硬件濾波進行比較可以看出，小波分析具有理想的濾波效果，可用于MSMA傳感器的信號處理