磁性液体微压差传感器输出特性研究

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磁性液体也称为铁磁流体或磁流体,是由大量纳米级磁性微粒分散于液体基载液中形成的一种高稳定性的胶体溶液,是一种新型的功能材料。磁性液体是可以在常温下存在的液态磁性物质,既具有液体的流动性,又具有固体材料的磁特性。   本文研究的磁性液体微压差传感器是以电磁感应原理为基础,利用磁性液体的流动性和磁性设计的一种电感式传感器,而作为液体,磁性液体同样存在粘性,其粘度受到多方面因素的影响,特别是受外磁场的影响,这会对磁性液体微压差传感器的输出特性产生影响。   本文采用旋转法粘度计测量了磁性液体的粘度,并分析计算了外磁场对磁性液体粘度的影响,用于微压差传感器磁-机耦合建模及求解。本文考虑磁场对磁性液体粘度的影响和磁性液体的流动对磁场的影响二者之间的耦合关系,运用能量守恒原理对磁性液体微压差传感器系统进行分析,推导出了其在稳态时的磁-机耦合数学模型。采用有限元法对传感器中线圈产生的磁场进行求解,进而由磁-机耦合模型求解出磁性液体微压差传感器输出特性曲线。
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