基于正交锁相放大的金属磁记忆应力集中检测.pdfVIP

2013年 第 32卷 第 ll期 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 135 基于正交锁相放大的金属磁记忆应力集中检测 张时开，姚恩涛，王 平 (南京航空航天大学 自动化学院，江苏 南京 210016) 摘 要：研究了铁磁性构件应力集中区剩磁产生的漏磁场分布的物理模型，利用法向磁场的过零点是梯 度最大值的特点，以法向磁场梯度为特征值判定应力集中程度。设计了用于驱动探头振动的压电陶瓷悬 臂梁的结构参数，以振动频率为信号中心频率设计了二阶窄带滤波器，采用正交锁相放大技术将微弱的法 向磁场梯度分量从强噪声背景中分离。使用 A3钢圆截面试件验证了磁记忆信号的强度与应力集中系数 的关系。 关键词：金属磁记忆；应力集中；正交锁相放大；压电陶瓷悬臂梁 中图分类号：TG115．28 文献标识码：A 文章编号 ：1000--9787(2013)11-0135-04 Stressconcentration testofmetalmagneticmemory basedon orthogonallock·in—amplifier ZHANG Shi—kai，YAO En-tao，WANG Ping (CoHegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics Astronautics，Nanjing210016，China) Abstract：Themodelofdistributionofleakagemagneticfieldgeneratedbyremanenceofstressconcentrationzone inferromagneticcomponentisinvestigated．Accordingtotheorythatthezero—crossingpointofnormalmagnetic fieldisthemaximum ofthegradient，nomr almagneticfieldgradientisregardedaschraacteristicvalueisapplied tojudgestressconcentrationdegree．Thestructureparametersofpiezoelectricceramiccantileverwhichisusedto driveprobevibrationisdesigned，andusevibrationfrequencyascenterfrequencyofsignal，designthesecond— ordernarrow—bandfilterand techniqueofextractingtheamplitudeofalternatingsignalisinvestigated，and use orthogonallock--in--amplifiertechnologytoseparateweak nomr al magneticfield gradientcomponentfrom strong noisebackground．ThecircularsectionspecimenofA3steelverifytherelationshipbetweenstrengthofmagnetic memory signalandstressconcentrationcoefficient． Keywords：metal magneticmemory ；stressconcentration；orthogonallock—in—amplifier；piezoelectricceramic cantilever 、 0 引 言