磁致伸缩系数测定仪制作说明.doc

编码： 应用于的测定仪 类别： □实验方法研究（A类） √自制实验教学仪器（B类） □物理量智能化测量技术（C类） □实验模拟与仿真（D类） □实物类（E类） 山东省第四届大学生物理科技创新大赛组委会制 2012年3月 申报者情况申报者情况 姓 名 性别 出生年月 学校全称 专业 应用物理学 现学历 年级学制 通讯地址 电话 合作者情况 姓 名 性别 年龄 学历 所在单位 23 在读本科 中国石油大学（华东） 刘慧 男 24 在读本科 中国石油大学（华东） 杨斌 男 22 在读本科 中国石油大学（华东） 指导教情况和见 指导教 师情况 姓名 *** 性别 * 年龄 ** 职 称 *** 单位 ****************** 联系电话 ************ 对作品的真实性以及作品的意义、水平等评价 一、作品的真实性 该测定仪是在调研文献的基础上，充分利用普通物理实验所学的相关知识和物理实验中心现有的实验设备，发挥自主创新能力，独立改装设计实验，巧妙地将三项实验（惠更斯电桥法、电阻应变片法、相关量代换法）中的测量技术、测量思想有机结合在一起，完成了仪器的物理理论部分。新的测量方法从一个全新的角度精确、简洁地完成了磁致伸缩系数的高精度测量，既有利于学生更好地掌握实验的精髓，培养创新思维，也有利于物理实验教学，降低了实验室维护成本，为实验室建设提供了新的思路。 该测定仪依托于上述理论，结合电工电子学相关知识，原理结构清晰，设计方案合理，实验方法新颖，具有较高的创新性，适合于在实验室推广的同时也满足了一定的实际需求，有效解决传统实验中存在的诸多问题的同时简化了测量过程。 二、作品的意义 磁致伸缩材料是重要的能量与信息转换功能材料。对磁致伸缩材料进行研究，最为基础和关键的工作就是对静态磁致伸缩性能的测量，即对磁致伸缩系数的测量。这种材料可将电磁能（或电磁信息）转换成机械能或声能（或机械位移信息或声信息），也可以将机械能（或机械位移与信息）转换成电磁能（或电磁信息），是重要的能量与信息转换功能材料。 该磁致伸缩测定仪的成功研制，减小了体积，降低了实验成本，可移动性、可携带性加强，其将对声纳的水声换能器技术、电声换能器技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术、阀门、泵、波动采油等高技术领域产生影响，具有较广泛的应用前景。 三、作品的水平 该磁致伸缩仪是在调研了大量市场相关仪器的基础上，结合实验中所做出的新理论，制订了实施性较强的方案。理论部分为将长度测量转化成电阻和检流计偏转值的测量，并利用整体代换等思想推导获得了用检流计偏转值计算磁致伸缩系数的计算式。 该测定仪结构紧凑简单、测量简洁快速、操作方便、精度较高，达到了一个试验测定仪所追求的效果。 随着铁磁材料特性研究的不断发展，磁致伸缩效应在工业传感器技术中的应用也不断得到发展，该测定仪对磁致伸缩系数的测量不仅能使人们在教学上获益，也能够推动磁致伸缩效应在检测技术、工程工业及其他方面中的应用。 申报者所在学院审核意见 年 月 日 申报作品情况作品全称 展示形式及实物尺寸 □软件 ； √实物及 尺寸： 作品设计的目的和基本思路 一、创新点 1.该测定仪的理论新方法改变了传统磁致伸缩仪器计算复杂、体积庞大、价格昂贵和读数误差大的缺陷，实现了结构紧凑简单、测量简洁快速、操作方便、结果精度较高的效果，只须在检验定标之后直接将待测材料置于磁场中，数码管显示出新方法中所需的压差数值即可，达到了一个试验测定仪所追求的效果。 2．该测定仪运用AD524放大器、滤波模块和16位AD模块ADS7825P实现了实验中直流复射式检流计的功能作用，达到了高精准测量的效果，有效地解决了实验测量中的核心问题。 3．该作品在一定程度上解决了当前实验仪器研究中存在的超微弱信号极难测量和稳定的问题，为以后的相关研究提供了范例，可用于实际测量，在实验室可作进一步推广。 二、技术难点 1.在磁致伸缩材料表面径向粘贴电阻应变片，要求粘贴的电阻应变片能与材料伸缩形变同步增减。 2.由于在1-30mT励磁场下引起应变片的电阻变化量极小，那么对于该测定仪实现超微弱信号的测量成为首要难点和重点。 3.该测定仪减少了组合电路测量实验中电阻箱须加以校准的步骤，却增加了器件产生噪声，信号手干扰程度大不稳定，计算机所能识别的数据位数有限制等难题。 4.在实验中的测量转化到电子器件中时，不能实现一对一的配置，需经过不断的需求值转换，需要不断地分析引入量对整个测量系统的影响程度。 5.制作过程中器件结合在一起时极容易损坏，需不断的分析每个模块