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- 航空用磁致伸缩液位传感器的应用研究
- 作者： 王朝阳 来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 磁致伸缩 有限元 时差测量 液位测量
- 描述： 磁致伸缩液位测量技术是从上世纪八十年代发展起来的一种先进的液位测量技术。与传统液位测量技术相比，磁致伸缩技术具有高精度、高可靠性、多参数输出、低成本等优点。把磁致伸缩液位测量技术用于高精度数字式燃油测量系统的研究，对当前军用飞机的研制有着直接的现实意义。该技术不仅能够完成机载油箱油量的精确测量，以保持飞机重心平衡，改善飞行品质；还可以为整机重量计算及载荷合理分布提供有效信息，对飞机的设计和改型都有很大的参考价值。本论文主要包括以下内容：首先，阐述了磁致伸缩效应的概念和原理，以及常用的相关效应及在物理量测量方面的应用。其次，建立了磁致伸缩液位测量机理的理论模型。使用有限元分析方法建立瞬态多场耦合数值计算模型，该模型基于磁弹性问题弱耦合解法和能量变分原理，将整个耦合过程分为磁和机械两大部分，分别建立并求解各个部分的未知量，并将磁场力做为纽带，将两部分连接起来，从而形成对变换过程的完整描述。建立磁致伸缩液位测量有限元模型的目的是为编制仿真程序以模拟液位测量过程打下理论基础，同时也可以加深对磁致伸缩液位测量过程中包含的能量存在形式与变换过程的理解。再次，对磁致伸缩液位测量激励装置部分做了仿真分析，考察材料特性、部件布局等因素对测量的影响，为敏感材料选择、实际装置的设计和施加激励等方面提供参考。然后，给出了液位测量系统设计的总体方案，并结合航空应用环境分析了结构设计过程中应注意的一些问题。最后，分析了测量电子部件中模拟电路部分的功能和总体方案，讨论了设计中的一些主意事项和调试过程中出现的问题；完成了数据采集电路及采集处理程序的设计与调试,实现了时差测量、温度采集和数据传输功能，在理论上满足设计要求。