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】：隨著人類探測資源空間的不斷拓展,研究人員對磁傳感器的要求也越來越高。但是,探測與開發(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�，F(xiàn)階段,暫時沒有能夠完全滿足上述測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)上通過增加磁通集聚器結(jié)構(gòu)來提高磁矢量傳感器的精度。本文對磁通集聚器集聚磁場理論進行研究,提出了磁通集聚器結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則,并利用ANSYS有限元仿真軟件針對不同形狀磁通集聚器的二維及三維結(jié)構(gòu)進行仿真分析,分析得到T形磁通集聚器對外部磁場的放大倍數(shù)最大,二維及三維結(jié)構(gòu)對外部磁場放大倍數(shù)分別為5.6倍、22.5倍;然后針對影響磁通集聚器集聚磁場的影響因素進行了分析,得到材料磁導(dǎo)率、長寬比、內(nèi)外寬之比、內(nèi)外長之比與外部磁場的放大倍數(shù)分別呈對數(shù)關(guān)系、非線性關(guān)系、線性關(guān)系、非線性關(guān)系,與結(jié)構(gòu)間隙長度呈反比關(guān)系。然后,再對T形磁通集聚器的矢量選擇性、磁場分布特性進行仿真分析。以ansys理論仿真為基礎(chǔ),對磁通集聚器的宏觀以及微觀結(jié)構(gòu)進行制備,對宏觀磁通集聚器進行磁場測試,分別測試了磁通集聚器材料的磁化特性、結(jié)構(gòu)軸向磁場的放大特性、軸向磁場放大特性的影響因素、軸向放大磁場的線性工作范圍以及磁場的矢量選擇性。在三種不同形狀的磁通集聚器中,T形磁通集聚器對外部磁場的放大倍數(shù)最大,其對外部磁場的放大倍數(shù)是21.8倍,而其線性工作范圍最小;磁力線在從磁通集聚器一端到另一端流動的過程中產(chǎn)生了磁通泄漏現(xiàn)象;磁通集聚結(jié)構(gòu)的長寬之比越大,該結(jié)構(gòu)對外部磁場的放大特性越好,結(jié)構(gòu)間隙寬度越小對磁場的放大倍數(shù)越大,結(jié)構(gòu)厚度對其影響不大,磁通集聚器具有良好的矢量選擇性。該研究能夠為磁通集聚器結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化方面提供一定的參考價值。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212

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本文編號：1175609