仪器仪表学报

作者：许少毅，孙俊雯，彭 强，邢方方

单位：许少毅,1. 中国矿业大学机电工程学院,,孙俊雯,1. 中国矿业大学机电工程学院,,彭 强,1. 中国矿业大学机电工程学院,,邢方方,2. 徐州工业职业技术学院,

关键词：电流传感器;磁致伸缩复合材料;阶梯型

基金：国家自然科学基金（52174153,51607178）、中国博士后科学基金特别资助项目（2018T110570）、中国博士后科学基金面上资助项目（2019M652005）、国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心开放课题（NEEC?2018?B03）、徐州市推动科技创新项目（KC19053）、中国矿业大学英才培育工程专项项目（2021YCPY0109）资助

本文提出了一种基于阶梯型磁致伸缩复合材料的聚磁式光纤电流传感器,解决了常规磁致伸缩复合材料上待测电流诱导磁场“两端高、中间低”的分布问题。首先运用安培环路定律,构建传感器的磁场分布模型,由理论分析可知,材料中心磁场与材料厚度l1、桥面高度l2和桥面长度h1成反比关系;其次,针对传感器的关键参数开展有限元仿真分析,仿真结果表明,材料厚度l1、桥面高度l2和桥面长度h1是材料中心磁场的主要影响因素,磁场会随着材料厚度l1、桥面高度l2和桥面长度h1的增大而减小,与理论分析一致。最后制作材料并开展性能测试,结果表明,随着电流的增大,材料中间位置与两端位置的应变逐渐增大,传感器的线性工作范围为0~1000A,灵敏度为0.136με/A。

来源：2022年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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