本文關(guān)鍵詞：磁通集聚定向微結(jié)構(gòu)研究

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【摘要】：隨著人類(lèi)探測(cè)資源空間的不斷拓展,研究人員對(duì)磁傳感器的要求也越來(lái)越高。但是,探測(cè)與開(kāi)發(fā)資源的載體要求磁傳感器具有體積小、矢量性好以及精度高等特點(diǎn)。現(xiàn)階段,暫時(shí)沒(méi)有能夠完全滿(mǎn)足上述測(cè)量需求的磁矢量傳感器。因此,本文提出了在現(xiàn)有磁傳感器的基礎(chǔ)上通過(guò)增加磁通集聚器結(jié)構(gòu)來(lái)提高磁矢量傳感器的精度。本文對(duì)磁通集聚器集聚磁場(chǎng)理論進(jìn)行研究,提出了磁通集聚器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則,并利用ANSYS有限元仿真軟件針對(duì)不同形狀磁通集聚器的二維及三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析,分析得到T形磁通集聚器對(duì)外部磁場(chǎng)的放大倍數(shù)最大,二維及三維結(jié)構(gòu)對(duì)外部磁場(chǎng)放大倍數(shù)分別為5.6倍、22.5倍;然后針對(duì)影響磁通集聚器集聚磁場(chǎng)的影響因素進(jìn)行了分析,得到材料磁導(dǎo)率、長(zhǎng)寬比、內(nèi)外寬之比、內(nèi)外長(zhǎng)之比與外部磁場(chǎng)的放大倍數(shù)分別呈對(duì)數(shù)關(guān)系、非線(xiàn)性關(guān)系、線(xiàn)性關(guān)系、非線(xiàn)性關(guān)系,與結(jié)構(gòu)間隙長(zhǎng)度呈反比關(guān)系。然后,再對(duì)T形磁通集聚器的矢量選擇性、磁場(chǎng)分布特性進(jìn)行仿真分析。以ansys理論仿真為基礎(chǔ),對(duì)磁通集聚器的宏觀(guān)以及微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行制備,對(duì)宏觀(guān)磁通集聚器進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)試,分別測(cè)試了磁通集聚器材料的磁化特性、結(jié)構(gòu)軸向磁場(chǎng)的放大特性、軸向磁場(chǎng)放大特性的影響因素、軸向放大磁場(chǎng)的線(xiàn)性工作范圍以及磁場(chǎng)的矢量選擇性。在三種不同形狀的磁通集聚器中,T形磁通集聚器對(duì)外部磁場(chǎng)的放大倍數(shù)最大,其對(duì)外部磁場(chǎng)的放大倍數(shù)是21.8倍,而其線(xiàn)性工作范圍最小;磁力線(xiàn)在從磁通集聚器一端到另一端流動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生了磁通泄漏現(xiàn)象;磁通集聚結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬之比越大,該結(jié)構(gòu)對(duì)外部磁場(chǎng)的放大特性越好,結(jié)構(gòu)間隙寬度越小對(duì)磁場(chǎng)的放大倍數(shù)越大,結(jié)構(gòu)厚度對(duì)其影響不大,磁通集聚器具有良好的矢量選擇性。該研究能夠?yàn)榇磐燮鹘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化方面提供一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212

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本文編號(hào)：1175609