Principes de magnétostrictifs Transducteurs

December 23

Principes de magnétostrictifs Transducteurs


Une classe spéciale de transducteurs a évolué à partir du développement de matériaux magnétostrictifs spéciaux. Magnétostriction est le changement de taille qui se produit dans un métal lorsque vous l'exposer à un champ magnétique. Le changement est très faible - une fraction de pour cent de la longueur totale de la partie - mais assez grand pour être utile. Les ingénieurs ont utilisé cet effet pour créer différents types de capteurs, y compris les générateurs d'ondes ultrasoniques et des capteurs de position.

domaines magnétiques

Les matériaux magnétiques sont constitués de domaines microscopiques, ayant chacun un champ magnétique minuscule. Dans un article non magnétisé de fer, par exemple, les domaines sont organisés de façon aléatoire, et leurs champs magnétiques se compensent. Dans une pièce aimantée de fer, les domaines s'orientent et produisent un champ magnétique global. Lorsque cela se produit, les domaines poussent les uns contre les autres, ce qui rend la pièce de fer légèrement plus grand.

Magnétostriction et électricité

Si vous liquidez une bobine autour d'une barre de fer et dynamiser la bobine avec un courant électrique, le champ magnétique qu'elle produit va allonger légèrement la barre. Un courant en évolution rapide fera la barre de fer vibrent en réponse. Si vous avez déjà entendu un bourdonnement provenant d'un transformateur, il est de cette vibration.

Villari effet

L'effet inverse se produit également. Si vous compressez une barre de fer dans un étau, il aura une incidence sur ses propriétés magnétiques. Les scientifiques appellent cela l'effet Villari. Un matériau magnétostrictif à l'intérieur d'une bobine va modifier les propriétés électromagnétiques de la bobine en fonction de la pression et la force exercée sur le matériau. Ceci est d'un type de transducteur magnétostrictif appelé capteur de force.
D'autres capteurs mesurent la vitesse d'une impulsion sonore dans un fil magnétostrictif. Un aimant permanent près du fil met une légère torsion dans le fil quand un courant circule à travers elle. Si l'aimant se déplace, l'emplacement de la torsion se déplace avec elle. Le capteur mesure le temps qu'il faut pour l'impulsion de son voyage à partir de la torsion à l'extrémité du fil. Le capteur est précis et fonctionne sans frottement ou d'usure.

géant magnétostriction

métaux magnétiques ordinaires tels que le fer et le cobalt ont un très petit effet magnétostrictif, en changeant leurs longueurs par quelques parties par million ou dix-millièmes de pour cent. Quelques matériaux découverts dans les années 1970 et 80 ont des effets magnétostrictifs des centaines de fois supérieure à celle des métaux simples. Ces matériaux, tels que Terfenol-D, posess ce que les scientifiques appellent un effet magnétostrictif géant. Ils ont contribué à faire avancer les capteurs magnétostrictifs hors du laboratoire et dans l'utilisation quotidienne.