永磁体对磁致伸缩位移传感器波导丝扭转应变的影响分析

为提高磁致伸缩位移传感器输出电压幅值,对波导丝的扭转应变进行研究。基于电磁学与理论力学相关理论建立了波导丝扭转应变的数学模型及三维有限元仿真模型,对波导丝扭转应变的影响因素进行分析。并进行实验,得出相对应的传感器输出电压变化情况。结果表明,传感器输出电压与波导丝发生的扭转应变量最大值变化趋势一致,两者均随着永磁体充磁、几何参数、放置角度的增大而增大;随着永磁体与波导丝间距离的增大,呈现出先增大后减小的变化趋势。最终确定永磁体长度15 mm,宽度10 mm,高度5 mm,长度方向充磁1T且充磁方向垂直于波导丝放置,且永磁体与波导丝间距离调整为25.5 mm,此时波导丝扭转应变量达到最大3.84×10^(-4) mm,传感器输出电压也达到最大0.109 V。该研究结果对永磁体充磁方向、充磁大小、几何参数、放置方式以及永磁体与波导丝之间距离合理的选择提供了指导。