磁致彈性效應(簡稱磁彈效應,Magnetoelastic Effect)是鐵磁性材料在機械應力(應變)的作用下,材料磁性隨著改變的現象。磁彈效應與磁致伸縮效應相反,因此也被稱為逆磁致伸縮效應(Inverse Magnetostriction Effect),有時也稱壓磁效應。又由於該效應是Villari於1865年發現的,因此也稱為Villari效應。
基本介紹
- 中文名:磁致彈性
- 外文名:Magnetoelastic Effect
- 簡稱:磁彈效應
- 釋義:材料磁性隨著改變的現象
- 發現人:Villari
- 發現時間:1865年
定義,性質,套用,磁致彈性感測器,
定義
磁致彈性效應(簡稱磁彈效應,Magnetoelastic Effect)是鐵磁性材料在機械應力(應變)的作用下,材料磁性隨著改變的現象。
磁致伸縮效應(Magnetostrictive Effect)是指鐵磁性材料在磁場中被磁化時,其尺寸會在磁化方向伸長或者縮短,即其尺寸、形狀會發生變化。而與磁致伸縮效應相反,磁彈效應是指在機械應力的作用下(通常伴隨尺寸、形狀的微小變化),鐵磁性的磁性會發生變化的效應。磁彈效應的產生是因為磁性材料內磁疇結構與其應力狀態有密切關係。在應力作用下,材料內的疇壁將改變其位置。
性質
磁性材料的應力狀態與其內部的磁疇結構有著密切關係,而磁疇結構的變化將直接導致材料磁場性能的變化,利用磁彈效應可以通過測量磁性材料的磁場性能變化測得結構的應力狀態變化,從而將測應力的問題轉化為測磁場性質的問題。
套用
對於一個給定的應變,磁致彈性能類似於磁各向異性能,因為它是磁化方向的函式。這樣,一個外加的應變可能會將具有四次易磁化軸的立方結構材料變為一個單軸體系。
在兩種情況下需要考慮逆磁致彈性效應:(1)外加機械應變改變了能量表面,因而改變了磁飽和前的磁化過程;(2)磁致伸縮應變(由磁化方向改變所產生的)改變了能量表面並且由此改變了達到飽和磁化的途徑,這是一種二級效應。
磁致彈性感測器
這種感測器的工作原理基於磁性材料的磁致彈性。如果一種磁性材料能在其磁感應場中發生如同受到外部拉力或壓縮力而產生的結果一樣的變化,那么這種材料便具有磁致彈性的特性。
磁致彈性感測器可用各種不同的方法構成。通常感測器有磁路系統,系統參數在磁致彈性效應下將發生變化。磁致彈性感測器的基本結構形式有幾種:扼流圈型,變壓器型和變壓器-壓導型。它們都可以作為觸覺單元。用一定方式把它連線起來,就構成陣列式觸覺感測器。