磁性液体是一种独特的具有超顺磁性的固液两相胶体溶液的功能材料,它的出现开拓了许多固体磁性材料无法胜任的应用领域,磁性液体特有的磁浮性能可在外加磁场的作用下随磁场发生改变。现代工业领域中压力发生器广泛应用于工业研究与机械控制领域,微压力发生器可对精密压力传感器的性能参数(如灵敏度、精度等)进行校订,检测压电材料性能,实现远距离隔离控制等。针对传统的压力发生器输出压力频率高,需要外施机械激励源,机械控制难度大等问题,本文基于磁性液体的一阶悬浮原理设计了一种采用激励电流控制微压力输出的磁性液体低频微压力发生器。课题主要研究内容如下:(1)磁性液体固有磁特性的测量与研究。利用振动样品磁强计分别测定了五种不同基载液的磁性液体的磁化曲线和饱和磁化强度,利用旋转粘度计测量了磁粘特性曲线,阐述了磁热效应机理,为分析磁性液体固有属性对输出压力的影响提供理论基础。(2)磁性液体低频微压力发生器的模型设计。采用同向并联的双层螺线管通电产生工作磁场的励磁方式,推导计算了线圈轴向磁场。考虑导线载流量的限制,壳体内置磁芯减少漏磁通,提高电磁能利用率。优化压力发生器的结构参数,确定出磁性液体低频微压力发生器最优结构。根据伯努利方程得出磁性液体在非均匀磁场下的磁浮力,推导输出微压力表达式,阐明了磁性液体微压力发生器的工作原理。(3)磁性液体微压力发生器的磁场和磁场力仿真。利用有限元计算软件构建出仿真模型,计算出模型内部磁场分布以及磁性液体中的磁场力分布。根据测得的磁性液体的磁化曲线计算磁性液体中的平均磁化强度,利用磁压强简化计算了输出压力的理论值,为后续实验测量值提供对比数据。(4)磁性液体微压力发生器的实验研究。搭建实验测试平台并设计采集系统,通过压力传感器检测输出压力,利用数据采集仪采集压力并在软件中同步显示压力波形。进行静态和动态实验研究,通入不同波形的激励电流对装置性能进行测试,记录输出压力波形,得到输入-输出特性曲线并分析影响因素。实验表明,通过调节输入电流,磁性液体微压力发生器可以实现输出频率范围在0～10Hz,幅值范围在0～3N的低频微压力的功能。