磁流变液电磁学特性测试装置制造方法及图纸

一种磁流变液电磁学特性检测装置，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，由磁流变液电阻和电阻——电压转换电路组成；磁流变液电容转换器，由磁流变液电容和电容——电压转换电路组成；磁流变液电感转换器，由磁流变液电感和电感——电压转换电路组成。所用磁流变液电阻、磁流变液电容由两块金属平板作为电极，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；所述磁流变液电感为工字型电感，其工字型骨架用绝缘材料组成，内部充满磁流变液，在该骨架上密绕铜线圈。该检测装置可实时、有效的显示磁流变液电磁学特性参数及其在外磁场下的变换规律。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于可控流体电磁学特性检测
，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。
技术介绍
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 . 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。
技术实现思路
为了能够有效地测试磁流变液的电磁学特性，本技术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。本技术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。本技术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一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一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。所述电容——电压转换电路由磁流变液电容、运算放大器、反馈电阻、反馈电容组成。磁流变液电容、运算放大器、反馈电阻、反馈电容构成比例运算电路。当测试时，向电路输入一交流电压信号，该信号将对此比例运算电路进行激励，从而将磁流变液电容或介电常数随外磁场的变化转换成交流电压信号。所述磁流变液电感转换器由磁流变液电感和电感——电压转换电路两部分组成。所述磁流变液电感为工字型电感，由导线、绝缘材料、密绕铜线圈、磁流变液构成。 该电感工字型骨架用绝缘材料组成，其内部充满磁流变液，在该骨架上密绕铜线圈，导线由密绕铜线圈引出构成磁流变液电感。所述电感——电压转换电路由磁流变液电感和分压电阻组成。磁流变液电感和分压电阻构成串联回路。当测试时，向电路输入一交流电压信号，该信号对分压电阻进行激励，激励电流经由磁流变液电感后，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交流电压信号。所述磁流变液也可是磁流体。所述绝缘材料为粉云母及云母制品，玻璃、玻璃纤维及其制品，以及电瓷、氧化铝膜等。所述金属平板为导磁很小或不导磁的铝板、钢板、钛合金或钨铜合金等。所述金属极板形状为圆形、多边形、半球形、及其组合。所述信号放大与滤波、数据处理及显示系统由虚拟仪器、嵌入式系统或单片机组成。根据上述检测装置，本技术进一步提出一种磁流变液电磁学特性的检测方法，该方法包括以下步骤(1)设计磁流变液电磁学特性转换器，该转换器由磁流变液电阻转换器、磁流变液电容转换器、磁流变液电感转换器三部分组成。即设计磁流变液电阻、磁流变液电容、磁流变液电感及其相应转换电路。(2)通过磁流变液电磁学特性转换器将转换后的电压信号经过预放大电路后输入虚拟仪器或嵌入式系统或单片机运算。(3)通过可编程的虚拟仪器或嵌入式系统或单片机对上述电压信号采集、数据处理和运算，从而得到磁流变液电磁学特性参数以及其在外磁场下的变化规律。(4)利用虚拟仪器或嵌入式系统或单片机实时显示磁流变液的电磁学特性参数及其在外磁场下的变化曲线。本技术的有益效果是(1)设计出磁流变液电阻、磁流变液电容、磁流变液电感。(2)可以检测出磁流变液电阻、磁流变液电感、磁流变液电容在外磁场下的大小(3)可以实时显示磁流变液电阻、磁流变液电感、磁流变液电容在外磁场下的变化曲线(4)可以检测出磁流变液的电阻率、介电常数、磁导率在外磁场下的大小(5)可以实时显示磁流变液的电阻率、介电常数、磁导率在外磁场下的变化曲线(6)可以将磁流变液电磁学特性参数进一步应用于磁流变智能传感技术，尤其是磁流变液阻尼器、磁流变液抛光器、自诊断等领域，从而进一步扩大磁流变液的应用领域。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术磁流变液电磁学特性检测方法原理图；图2是磁流变液电磁学特性转换电路(电阻——电压转换电路，电容——电压转换电路，电感——电压转换电路)；图3是信号处理和显示框图；图4是磁流变液电阻/电容立体图；图中1.绝缘封装材料，2.磁流变液通道，3.铝制圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一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，其特征为：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；所述电容——电压转换电路由磁流变液电容、运算放大器、反馈电阻、反馈电容组成；磁流变液电容、运算放大器、反馈电阻、反馈电容构成比例运算电路；当测试时，向电路输入一交流电压信号，该信号将对此比例运算电路进行激励，从而将磁流变液电容或介电常数随外磁场的变化转换成交流电压信号；所述磁流变液电感转换器由磁流变液电感和电感——电压转换电路两部分组成；所述磁流变液电感为工字型电感，由导线、绝缘材料、密绕铜线圈、磁流变液构成；该电感工字型骨架用绝缘材料组成，其内部充满磁流变液，在该骨架上密绕铜线圈，导线由密绕铜线圈引出构成磁流变液电感；所述电感——电压转换电路由磁流变液电感和分压电阻组成；磁流变液电感和分压电阻构成串联回路；当测试时，向电路输入一交流电压信号，该信号对分压电阻进行激励，激励电流经由磁流变液电感后，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交流电压信号；所述磁流变液，也可是磁流变脂，磁流体；所述绝缘材料为粉云母及云母制品，玻璃、玻璃纤维及其制品，以及电瓷、氧化铝膜；所述金属平板为导磁很小或不导磁的铝板、钢板、钛合金或钨铜合金；所述金属极板形状为圆形、多边形、半球形、及其组合；所述信号放大与滤波、数据处理及显示系统由虚拟仪器、嵌入式系统或单片机组成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何国田，张德胜，王松，冉迎春，马燕，李明，刘云杰，谷明信，戴鹏飞，
申请(专利权)人：重庆师范大学，
类型：实用新型
国别省市：85