２００８年仪表技术与传威器２００８第３期ＩｎｓｔｎｌｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＮｏ．３稀土超磁致伸缩应力测试仪的设计及实验研究翁玲，孙英，李淑英，衣余法，王博文∞（河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室，天津３１３０）摘要：基于超磁致伸缩材料自身在不同偏置磁场下应力和应变之间的复杂非线性关系，以单片机８９ｃ５２为核心设计了稀土超磁致伸缩应力测试仪。该测试仪的硬件由静态电阻应变仪和８９Ｃ５２控制电路２部分组成，软件部分主要完成应力和应变之间复杂关系的拟合计算。进行了一定偏置磁场下超磁致伸缩器件的应力和应变的测试，测试结果表明：该应力测试仪工作稳定，应力测量结果可靠。目前该应力测试仪已经在杭州７１５研究所投入使用。关键词：磁致伸缩；应力；应变；８９Ｃ５２中图分类号：ＴＭｌ５３文献标识码：Ａ文章编号：１００２—１８４１（２００８）０３—００１６—０２ＤｅｓｉｇｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＭａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉＶｅＳｔｒｅｓｓＭｅ嬲ｕｒｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ“——ｗＥＮＧ１１９，ＳＵＮＹｉｒＩｇ，ＵＳｈｕｙｉｎｇ，ⅥＹｕｆａ，ＷＡＮＧＢｏ－ｗｅｎ（ＫｅｙＬａｂｏｍｔｏｒｙｏｆＥＩｅｃ订ｏ－Ｍａ扣ｅ６ｃＦｉｄｄ皿ｄ日ｅｃｔｒｉ∞ｃｍＡｐｐ啪ｔ幽ＲｅⅡａｂｉⅡ哪ｏｆＨｅｂＨｅｉＰｍｖｉｎ，∞∞ＨｅｂｅｉＵｍｖｅ嘲ｔｙｏｆＴｈｎｏｌｏ甜，ＴｉａＩｑｉｎ枷ｌ，Ｃ址ｍ）∞Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂ鸹ｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏ璐ｈｉｐｂｅ附ｅｅｎｓｔｒ哪蚰ｄ８嘣ｎｏｆｇｉ卸ｔｍａ印ｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅｍａｔＩ丽ａｌ岫ｄｅｒ谢ａｂｌｅｂｉ鹪ｍａ印ｅｔｉｃｆｉｅｌｄ，ｔｌｌｅｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ８ｔｒ｛ｅｓｓｍｅ鹅ｕｒｉｎｇｊ璐ｔｍｍｅｎｔｗ鹊ｄｅｓｉ印ｅｄｕｓｉｎｇ８９ｃ５２．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒ；“∞ｅ０ｆｔｌＩｅｉｍ仃ｕｍｅｎｎｃｌｕｄｅｄｒｉｓｔ－蚰ｃｅｓｔｍｉｎｇａｇｅ卸“ｄｃｏｎｔｍｌｃｉｒｃｕ，ｔＩＩｅｓｏｆｈａ托ｆｉｎｉｓｈｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ“ｔｈｅＭｌｏｎｓｈｉｐｂｅｈ陀ｅｎｓｔｒｅｓｓ锄ｄｓｔｒａｉｎ．Ｔｈｅｓ砌ｎａｎｄｓｔＩ℃８ｓｏｆｔｈｅｍａ｛驴ｅｔ循ｔｒｉｃｔｉｖｅａｃｔｕａｔｏｒｕｎｄｅｒ∞ｖ面ａｂｌｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓｗ龉ｍｅｕｒｅｄ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉＩｎｅｎｔａｌｆｅｓｕｌｔＢＢｈｏｗｔｌＩａｔｔｈｅｉ１１ｓｔｍ巾ｅｎｔｗＤｒｋ８８∞ｔｅａｄｉｌｙ蚰ｄｒｅｌｉａｂｌｙ．ＮｏｗｔｌｌｅｉｎｓｔｍｍｅｎｔｉｓｕｄｉｎＨ卸铲ｈ伽ａｐｐｌｉｅｄ肥ｏｕｓｔｉｃ８ｒ鹳ｅａｒｃｈｉＴＩｓｔｉｔｕｔｅ．‘１ｅｙ肿ｒｄｓ：ｍａ印ｅｔｏｓｍｃｔｉｖｅ；８眦ｓｓ；ｓｔｍｉｎ；８９Ｃ５２Ｏ引言示。可见，当预压力ｃｒ０从０增加到１５ＭＰａ时，其磁致伸缩入可目前，国内外已有很多单位进行了稀土超磁致伸缩器件的由９×１０４增加到１．５×１０一，并且在低场下，随着预应力的增研究工作ｕ。Ｊ，在器件设计和使用过程中，均要考虑超磁致伸加，磁致伸缩逐渐变大，线性区域变大。这种特性表明：若要设缩材料受到的预应力大小，测量预应力的大小可以采用称重传计磁致伸缩器件，可对材料施加一定的预应力来改变其磁致伸感器或测力传感器Ｈ】，但是称重传感器或测力传感器的体积相缩性能。对于超磁致伸缩器件来说较大，并且称重传感器或测力传感器是独立于超磁致伸缩器件的传感器，成本较高。若能根据超磁致伸缩材料本身的特性测试出预应力的大小，则可以降低成本。超磁致伸缩应力测试仪是利用超磁致伸缩材料自身的应力、应变和磁场间的复杂关系研制出的新型测力仪，它可以同时测量超磁致伸缩材料处于不同直流偏置磁场条件下受到的应力和应变大小，测量结果可用来优化超磁致伸缩材料的工作点。另外，通过测量结果可以得到超磁致伸缩材料应力和应变之间的关系，指导稀土磁致伸缩器件的设计、开发与应用。ｌ超磁致伸缩材料的磁致伸缩特性超磁致伸缩材料（Ｇｉ卸ｔＭａ印ｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅＭａｔｅｄａｌ，ＧＭＭ）是一...