磁致伸缩材料是当代高新技术发展重要的先导性和基础性材料之一,铁镓合金是一种新型磁致伸缩材料,以铁镓合金为核心的换能器件在航空航天、智能控制、精密仪器等领域被广泛应用。利用铁镓合金设计换能器件时,需要知道其磁滞特性、功耗特性、磁导率等参数。应用铁镓合金换能器时,需要分析其输出特性,因此本文选择铁镓合金磁特性测试及其换能器输出特性研究这一课题,基于AMH-1M-S型动态磁特性测试系统和本课题组自主研发的磁致伸缩材料多场耦合特性测试系统,对铁镓合金的磁滞特性、功耗特性、磁化特性、磁导率及其双励磁线圈换能器输出特性进行了深入地研究和分析。首先,基于磁致伸缩材料多场耦合特性测试系统,对棒状铁镓合金的低频动态磁滞曲线进行了测量,并对不同频率下的电磁损耗进了分离。采用AMH-1M-S型动态磁特性测试系统,对环形铁镓合金的高频动态磁滞曲线进行了测量,利用磁滞曲线分析了环形铁镓合金的电磁损耗。其次,采用AMH-1M-S型动态磁特性测试系统测量了铁镓合金在不同磁场频率下的磁化曲线和振幅磁导率曲线,分析了最大磁导率、初始磁导率、弹性磁导率和粘滞性磁导率随磁场频率的变化情况。运用磁芯线圈等效电阻和电感模型与损耗因数和相对损耗理论,从磁能损耗和存储两方面进行分析,得出铁镓合金器件最佳工作磁场频率。然后,对带磁芯励磁线圈进行了阻抗匹配,为使励磁线圈产生较大磁场,利用AMH-1M-S型磁特性测试系统,测试了在不同频率下线圈磁芯材料硅钢片的B-H和μ-H曲线,同时计算了带磁芯励磁线圈的复阻抗。根据串联谐振电路原理,理论上计算了电路谐振时的电容值,并进行了实验验证。最后,基于磁致伸缩特性制成了双励磁线圈铁镓合金换能器,利用有限元法计算了双线圈铁镓合金换能器上棒状铁镓合金在不同频率下的磁场分布情况。利用磁能与机械能的转换关系,分析了双线圈铁镓合金换能器在不同磁场频率下的电磁损耗、磁能存储和输出机械能变化规律。