[发明专利]磁致伸缩材料的磁特性测试装置及检测方法

权利要求书

1.一种磁致伸缩材料的磁特性测试装置，其特征在于，包括：

驱动线圈组件，通电后可产生驱动磁场，

磁致伸缩元件，在所述驱动磁场下发生伸缩，

应力施加组件，用于提供给磁致伸缩元件数值可调的偏置应力，

检测装置，用于检测磁致伸缩元件变形量、偏置应力大小、磁致伸缩元件表面产生的磁场强度，

支架，用于承托应力施加组件、检测装置以及磁致伸缩元件；

磁致伸缩元件位于驱动线圈组件中，且在偏置应力作用下沿着支架发生轴向磁致伸缩应变。

2.根据权利要求1所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置，其特征在于：所述驱动线圈组件包括线圈骨架，线圈骨架设有中心孔，所述磁致伸缩元件外表面绕设拾取线圈后置于线圈骨架的中心孔中，所述线圈骨架外表面绕设有激励线圈。

3.根据权利要求2所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置，其特征在于：所述驱动线圈组件还包括导磁体外壳，导磁体外壳一侧呈开口设置，线圈骨架绕设激励线圈后置于所述导磁体外壳中，导磁体外壳与磁致伸缩元件形成一个封闭的磁回路。

4.根据权利要求1所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置，其特征在于：所述检测装置包括用于检测磁致伸缩元件变形量的应变片、检测偏置应力大小的上下称重传感器、检测磁致伸缩元件表面产生的磁场强度的霍尔芯片，所述应变片设置在磁致伸缩元件的表面，所述上下称重传感器分别位于所述磁致伸缩元件的两端，上称重传感器相对与磁致伸缩元件驱动连接的另一端连接在支架上，下称重传感器相对与磁致伸缩元件驱动连接的另一端与所述应力施加组件联动连接，所述霍尔芯片位于线圈组件与磁致伸缩元件之间。

5.根据权利要求4所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置，其特征在于：所述检测装置还包括用于检测磁致伸缩元件两端的静态磁感应强度的上下霍尔传感器。

6.根据权利要求4或5所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置，其特征在于：所述上下称重传感器与磁致伸缩元件之间分别设有偏置应力集中组件，所述偏置应力集中组件包括截面呈T 型的集中套，集中套设有与所述磁致伸缩元件同轴设置的轴孔，所述轴孔中设有球体，所述球体与所述磁致伸缩元件的端部抵接。

7.根据权利要求4或5所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置，其特征在于：所述应力施加组件包括调节丝杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一连杆和第二连杆以调节丝杆为底边形成等腰三角形结构，第一连杆和第二连杆的各自一端分别与调节丝杆的两端螺纹连接，第一连杆和第二连杆的各自另一端分别与所述下称重传感器铰接，第三连杆和第四连杆以调节丝杆为对称轴与所述第一连杆和第二连杆对称设置，第三连杆和第四连杆的各自一端分别与调节丝杆的两端螺纹连接，第三连杆和第四连杆的各自另一端分别与所述支架固接。

8.一种采用权利要求1所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置对不同偏置应力作用下测量磁致伸缩材料的磁特性的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：①通过应力施加组件中的调节丝杆来提升和下降第一连杆和第二连杆来调节施加的偏置应力大小，并通过上下称重传感器测出偏置应力的大小；②给线圈组件供应交流电，使其产生交变磁场，交变磁场给磁致伸缩元件施加了一定的磁场强度而是对磁致伸缩元件发生伸缩变形；③将线圈组件中的拾取线圈连接到磁通计上，测得拾取线圈中的磁感应强度B；④通过安装在线圈组件中的霍尔芯片测得作用在磁致伸缩元件表面的磁感应强度H；⑤将设置在磁致伸缩元件上的应变片连接到应变仪上；⑥分别将上述测得的偏置应力大小、拾取线圈的磁感应强度B、磁致伸缩元件表面磁场强度H以及应变仪上测得的数据输入到NI数据采集卡上，并通过Labview软件进行数据采集记录；⑦改变交流电的频率，依次重复步骤①-⑥。

9.一种采用权利要求1所述的磁致伸缩材料的磁特性测试装置对静态偏置磁场下测量磁致伸缩材料的静态磁特性的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：①给线圈组件施加恒电流，给磁致伸缩元件施加静态偏置磁场；②转动应力施加组件中的调节丝杆来调节施加的偏置应力的大小，并通过上下称重传感器测出偏置应力大小，此时由于磁致伸缩元件受到外加应力作用，使得其周围磁感应强度发生变化；③通过位于磁致伸缩元件的两端的上下霍尔传感器测得磁致伸缩元件两端的静态磁感应强度；④将测得的偏置应力大小、磁致伸缩元件的两端的静态磁感应强度输入到NI数据采集卡上，并通过Labview软件进行数据采集记录；⑤改变施加的偏置应力的大小，依次重复步骤①-④。