磁致伸縮液位傳感器機理及檢測信號不確定性的實驗分析研究.pdf

1、傳感器技術、計算機技術與通信技術成為現(xiàn)代信息技術的三大支柱。與此相適應的新一代工業(yè)過程檢測儀表將朝著數(shù)字化、智能化和微型化的方向發(fā)展。因此，人們正在利用新的測量原理和檢測技術，開發(fā)新的檢測產品，不斷擴大自動檢測的新領域。磁致伸縮液位傳感器就是近二十年來在國內外液位測量領域涌現(xiàn)出的新一代高精度液位測量產品。但是國內自行研制的產品其測量精度與國外同類產品相比相去甚遠，這制約了我國產品的市場效益。本文分析了磁致伸縮液位傳感器的基本原理，并通過

2、大量的物理實驗證實以及發(fā)現(xiàn)制約其精度提高的因素，從而為提高測量精度提供幫助。 介紹了磁致伸縮基本原理，主要有磁致伸縮效應、磁致伸縮逆效應以及威得曼效應，分析研究了磁致伸縮液位傳感器的測量原理及總體結構。 分析了磁致伸縮液位傳感器中螺旋形扭轉超聲波的傳輸機理，在此基礎上提出了將螺旋形扭轉波分解為沿軸向伸縮的縱波和沿圓周方向扭轉的橫波。并通過實驗驗證了這種分解的正確性，還發(fā)現(xiàn)了橫波與縱波在傳播速度上的差異。介紹了幾種不同的檢

3、測信號的方式，也在實驗上得到了驗證。 分析了磁致伸縮液位傳感器檢測信號的頻譜特性，針對其頻譜特性設計了相應的FIR濾波器，取得很好的濾波效果，詳細介紹了FIR濾波器的設計方法。還提出一種新的檢測方法即全波采樣法，實驗證明全波采樣法輔以FIR濾波能提高測量精度。 針對磁致伸縮液位傳感器檢測信號的不確定性，不確定性主要表現(xiàn)為表面缺陷及剩磁現(xiàn)象，通過大量的實驗分析研究了波導絲的不確定性種類以及對檢測信號的影響，給出了實驗結論。