压磁式冷轧板形检测传感器的结构优化与静态标定

发布时间：2017-07-20 16:11

  本文关键词：压磁式冷轧板形检测传感器的结构优化与静态标定

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【摘要】：高精度板形是高级冷轧带钢的重要质量指标,如何在现有条件下开发出高精度高稳定性的测量传感器,寻找理论上合理同时实用的检测方法以及快速研制值得信赖的板形测量仪对提高板形的质量非常关键和重要;分片内孔压磁式板形检测仪是自主研发的板形检测设备,在我国钢铁行业中占有重要地位,硅钢片式压磁传感器是重要的检测部件,对检测结果起着关键作用,本文对其进行了基础性的模拟仿真及实验分析与研究。首先,为了保证所研制的压磁式传感器在给定的工作条件下正常工作时质量最轻,基于ANSYS14.0的优化平台,以压磁元件的高度h,压磁元件的厚度d,壁厚t1,圆角半径fil,长度L为设计变量,以压磁元件的最大Von Mises值为状态变量,以压磁元件的体积为目标函数,对传感器的体积进行优化,然后进一步探索并总结了设计变量对状态变量以及目标函数的敏感性,并得出结论:高度h与厚度d对最大Von Mises及体积的敏感性最强。其次,对所研制的压磁式传感器进行了静态标定实验,计算出了传感器的静态特性指数(迟滞γH,测量范围yFS,灵敏度k,重复性γR,线性度γL等);标定结果表明此次研制的传感器性能优良。然后,在不同测力范围,不同励磁频率,不同初始载荷的条件下对所研制传感器的主要的静态特性指数(线性度,重复性和灵敏度)进行了实验分析与研究,并总结相关变化规律得出相应结论;结合实际应用证明:所研制的压磁式传感器在恶劣工况中能够稳定工作,工作时间有保证,微型电路状态稳定,为设备的高效运行与生产做好了铺垫。
【关键词】：压磁式传感器 优化设计 静态特性 板形
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG334.9;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 国内外压磁式传感器的研究现状及分析9-10
• 1.3 国内外板形检测仪的研究现状及分析10-12
• 1.4 本文研究主要内容12-13
• 第2章 压磁式传感器的原理与研制13-21
• 2.1 压磁式传感器的介绍13-15
• 2.1.1 压磁效应13
• 2.1.2 工作原理13-15
• 2.2 压磁式传感器的研制15-16
• 2.2.1 压磁元件材料的选择15
• 2.2.2 冲片形状的确定15-16
• 2.2.3 压磁元件的制造工艺16
• 2.2.4 压磁式传感器的结构16
• 2.3 输出特性函数16-20
• 2.3.1 磁路分析16-17
• 2.3.2 压磁元件输出函数17-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 压磁元件的优化设计21-26
• 3.1 压磁元件21
• 3.2 压磁元件的优化设计21-24
• 3.2.1 建立有限元模型21-22
• 3.2.2 约束条件和施加载荷22-23
• 3.2.3 求解及后处理23
• 3.2.4 优化处理23-24
• 3.3 优化变量的敏感性24
• 3.4 本章小结24-26
• 第4章 压磁式传感器主要性能参数的研究26-56
• 4.1 传感器的静态特性26-27
• 4.2 传感器的静态标定试验27-30
• 4.2.1 实验装置27
• 4.2.2 标定条件27
• 4.2.3 实验数据分析27-30
• 4.3 传感器的重复性研究30-47
• 4.3.1 励磁频率为 1KHZ时的传感器的重复性实验31-37
• 4.3.2 励磁频率为 1k HZ 时的实验37-45
• 4.3.3 重复性实验误差分析45-47
• 4.4 灵敏度与线性度的研究47-54
• 4.4.1 线性度47-48
• 4.4.2 灵敏度48-49
• 4.4.3 实验数据分析49-52
• 4.4.4 误差分析52-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第5章 分片内孔压磁式板形仪56-65
• 5.1 板形的定义56
• 5.2 板形不良56
• 5.3 板形的表示方法56-59
• 5.3.1 相对长度差表示法57-58
• 5.3.2 波形表示法58-59
• 5.4 板形检测方法59-60
• 5.5 分片内孔压磁式板形仪60-63
• 5.5.1 检测辊结构组成60-61
• 5.5.2 检测原理61-63
• 5.6 工业应用63
• 5.7 本章小结63-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果71-72
• 致谢72-73
• 作者简介73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 易大斌;;应力的磁弹性无损检测及其传感装置[J];北方交通大学学报;1982年02期

2 楼伟进,王振林,董金祥;压磁式传感器不同工况下的试验输出特性[J];传感技术学报;1998年04期

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本文编号：568858