[实用新型]磁流变液电磁学特性测试装置

说明书

所属技术领域

本实用新型属于可控流体电磁学特性检测技术领域，特别是磁流变体电磁学特性检测，具体涉及磁流体与磁流变液电磁学特性检测方法和装置。 

背景技术

磁流变液是一种智能流体材料，由磁性粒子、基液以及添加剂组成。在无外磁场作用时，磁流变液呈现流动性良好的液体状态；在外加磁场作用下其表观粘度可在短时间(毫秒级)内增加到两个数量级以上，从而呈现类似固体的状态。在撤掉外磁场后“固态”磁流变液可快速转换为流体状态(Wojciech Szelag.Finite element analysis of the magnetorheo-logical fluid brake transients[J].2004，23(3)：758-766.)。利用这种特性开发的可控器件，其机械结构简单，功耗低，响应时间快等优点，可广泛应用于振动控制、阻尼控制、电子控制等领域。 

磁流变液的电阻率、介电常数、磁导率及基于磁流变液的电阻、电感、电容是磁流变液的主要电磁学特性，在先技术对磁流变液电阻、电感、电容等电磁学特性检测未见报道。在先技术用万用表、电桥法只能测出磁流变液电阻、电感、电容的大小，精度较低，不能实时显示磁场对磁流变液电阻、电容、电感的影响规律，并且在先技术无法有效地测量磁流变液的电阻率、介电常数和磁导率大小以及实时显示磁场对磁流变液电阻率、介电常数和磁导率的影响规律。 

实用新型内容

为了能够有效地测试磁流变液的电磁学特性，本实用新型提出一种磁流变液电磁学特性检测方法和装置。该装置主要分为磁流变液电阻和电阻率测试、磁流变液电容和介电常数测试、磁流变液电感和磁导率测试三部分。该装置由磁流变液电磁学特性转换器、信号预处理、信号放大与滤波、数据处理及显示五部分组成。 

磁流变液电阻转换器是由磁流变液电阻、反馈电阻和运算放大器构成的比例运算电路。用一直流电压信号对该比例运算电路进行激励后，将磁流变液电阻或电阻率随外磁场的变化转换成相应的直流电压信号。用虚拟仪器或嵌入式系统或单片机对该直流电压信号进行数据运算和处理，即可检测出磁流变液电阻和电阻率的大小及实时显示外磁场对其影响规律。 

磁流变液电容转换器是由磁流变液电容、反馈电阻、反馈电容和运算放大器构成的比例 运算电路。用一交流电压信号对该比例运算电路进行激励后，将磁流变液电容或介电常数随外磁场的变化转换成交流电压信号。用虚拟仪器或嵌入式系统或单片机对该交流电压信号进行数据运算和处理，即可检测出磁流变液电容和介电常数的大小及实时显示外磁场对其影响规律。 

磁流变液电感和磁导率检测部分用一交流电压信号对已知电阻和磁流变液电感组成的串联回路进行激励，根据串联分压原理，电感两端产生电压降。将磁流变液电感或磁导率随外磁场的变化转换成磁流变液电感两端电压信号。用虚拟仪器或嵌入式系统或单片机对该电压信号进行数据运算和处理，即可检测出磁流变液电感和磁导率的大小及实时显示外磁场对其影响规律。 

本实用新型不但可以有效地检测及实时显示磁流变液电阻特性、磁流变液电感特性、磁流变液电容特性在外磁场下的变化规律，而且可有效地检测及实时显示磁流变液的电阻率特性、介电常数特性和磁导率特性在外磁场下的变化规律。 

本实用新型所采用的技术方案如下： 

一种磁流变液电磁学特性检测装置，该装置包括磁流变液电磁学特性转换器、信号预处理、信号放大与滤波、数据处理及显示五部分。 

所述磁流变液电磁学特性转换器包括磁流变液电阻转换器、磁流变液电容转换器和磁流变液电感转换器。 

所述磁流变液电阻转换器由磁流变液电阻和电阻——电压转换电路两部分组成。 

所述磁流变液电阻由绝缘材料、磁流变液、两块金属平板、导线构成。两块金属平板作为电极且相向放置，用绝缘材料将两电极封装构成一封闭器，内部充满磁流变液。导线从金属平板电极上引出构成磁流变液电阻。 

所述电阻——电压转换电路由磁流变液电阻、运算放大器和反馈电阻组成。磁流变液电阻、运算放大器和反馈电阻构成比例运算电路。当测试时，向电路输入一直流电压信号，该信号将对此比例运算电路进行激励，从而将磁流变液电阻或电阻率随外磁场的变化转换成相应的直流电压信号。 

所述磁流变液电容转换器由磁流变液电容和电容——电压转换电路两部分组成。 

所述磁流变液电容与磁流变液电阻结构一样。