一种新型磁电效应转速传感器制造技术

一种新型磁电效应转速传感器，包括传感计数装置和检测装置，所述传感计数装置包括压电材料棒，所述压电材料棒上、下两面分别粘接有磁致伸缩细棒，所述压电材料棒和所述磁致伸缩细棒的左侧端面粘接有永磁体，所述压电材料棒上下两面分别通过两根引线与脉冲计数器电连接，所述检测装置包括轴环，所述轴环的周面上均匀竖直设有磁铁块，本实用新型专利技术利用磁致伸缩材料的巨磁致伸缩效应和压电材料的压电效应研制出一种结构新颖、体积小、无电源即可产生电压脉冲信号、低激励磁场的转速传感器，该传感器另一特点体现在，它无需电源供电可通过自发电实现对外部交变磁信号的检测，因此它还是一种节能型传感器，在实际的检测技术中具有广泛的应用价值。

A new type of magnetoelectric effect speed sensor

【技术实现步骤摘要】
一种新型磁电效应转速传感器
本技术涉及传感器
，具体涉及一种新型磁电效应转速传感器。
技术介绍
磁电效应是指利用磁场来改变材料内电场的效应，即利用磁场来产生电信号输出的效应。目前，磁电效应是国际上研究热点之一，人们已开展了大量的单相材料的磁电效应理论及实验研究，但单相材料磁电效应极弱，目前还没有应用，只是进行一些基础研究；对多相材料的磁电效应研究集中在具有较大磁电转换系数，且具有应用前景的层合材料的器件研究上，即磁致伸缩材料和压电材料组合的层合结构材料构成的器件的研究，它是利用磁致伸缩材料在外磁场作用下产生磁致伸缩，从而在压电材料表面产生切向应力，压电材料受此应力作用而形变从而在两表面上产生电荷或在两表面间产生电场而形成电压的效应。由于该效应磁电转换系数巨大，在器件制作上具有广阔的应用前景，利用磁电效应制作出具有实际应用价值的这种转速传感器尚未见报道，与霍尔转速传感器及光电转速传感器相比，它具有灵敏度高，结构简单，无需提供电源即可产生与转速相关的信号的优点。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本技术提出了一种细棒形磁致伸缩材料与经横向极化的压电材料通过层叠结构构成可检测转轴转速的传感器，其中偏置磁场由永磁材料产生，且永磁材料直接与层叠结构合为一体，无需通过外部线圈或由外部大型永磁环提供偏置磁场。(二)技术方案为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种新型磁电效应转速传感器，包括传感计数装置和检测装置，所述传感计数装置包括压电材料棒，所述压电材料棒上下两端面分别粘接有磁致伸缩细棒，所述压电材料棒和所述磁致伸缩细棒的左侧端面粘接有永磁体，所述压电材料棒上下两面分别通过两根引线与脉冲计数器电连接，所述检测装置包括轴环，所述轴环的周面上均匀竖直设有磁铁块。优选的，所述压电材料棒的上下两端面为被银电极。优选的，所述永磁体为NdFeB永磁材料。优选的，所述磁致伸缩细棒为Terfenol-D材料。(三)有益效果本技术利用磁致伸缩材料的巨磁致伸缩效应和压电材料的压电效应研制出一种结构新颖、体积小、无电源即可产生电压信号、低激励磁场的转速传感器，现有的转速传感器，有的利用电磁感应原理，不可避免地含有线圈和磁轭，其体积较大，且输出信号与转速密切相关，转速较低时输出信号很小；该传感器另一特点体现在，它无需电源供电，即可通过自发电实现对外部交变磁信号的检测，因此它还是一种节能型传感器，在实际的检测技术中具有广泛的应用价值。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术整体结构示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-压电材料棒、2-磁致伸缩细棒、3-永磁体、4-引线、5-脉冲计数器、6-轴环、7-磁铁块、8-待测转速的转轴。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种新型磁电效应转速传感器，包括传感计数装置和检测装置，所述传感计数装置包括压电材料棒1，所述压电材料棒1上下两面分别粘接有磁致伸缩细棒2，所述压电材料棒1和所述磁致伸缩细棒2的左侧端面粘接有永磁体3，所述压电材料棒1上下两面分别通过两根引线4与脉冲计数器5电连接，所述检测装置包括轴环6，所述轴环6的周面上均匀竖直设有磁铁块7；所述压电材料棒1的上下两面为被银电极；所述永磁体3为NdFeB永磁材料；所述磁致伸缩细棒2为Terfenol-D材料。本技术在具体安装制作时，先在压电材料棒1上下两面上采用丝网印刷方法印刷氧化银浆料，经高温处理得到被银电极，再在两电极上加直流高压使压电材料产生沿厚度方向极化，用Terfenol-D材料制作磁致伸缩细棒2，磁致伸缩细棒2表面采用抛光方法使其与压电材料棒1上下两面粘接，磁致伸缩细棒2宽度与压电材料棒1等宽，且磁致伸缩细棒2与压电材料棒1呈三明治结构，再将具有极高磁能极的NdFeB永磁体3粘贴于磁致伸缩细棒2与压电材料棒1的左端面，即完成传感计数装置的制作组装。作为本技术的一个实施例，本技术在具体使用时，用长10mm,宽1mm,厚0.8mm的沿横向极化的Pb(Zr1-xTix)O3压电材料棒1与每条长10mm宽1mm,厚1mm的Terfenol-D(TbDyFe)的磁致伸缩细棒2粘贴成三明治结构(中间层为压电层，两边为磁致伸缩材料)，磁致伸缩细棒2的易磁化方向沿棒长方向，在压电材料棒1两面制作好电极引线4；为磁致伸缩细棒2提供偏置磁场的永磁体3采用具有极高磁能积的NdFeB材料，其表面磁场高于780Gs；再将轴环6套设在待测转速的转轴8上，处于偏置磁场中的磁致伸缩细棒2在磁铁块7的外加磁场的作用下产生磁致伸缩，再由它带动与磁致伸缩细棒2紧密粘贴的压电材料棒1产生伸缩，因此压电材料棒1的上下两面便由于压电效应产生电压，并通过脉冲计数器5进行计数，对压电材料棒1与两根磁致伸缩细棒2构成的传感器对交变磁场进行检测得到的灵敏度为78mV/Oe，可见本专利技术提出的传感器构思独特，灵敏度高，因此转轴上的磁铁很小亦可实现对转轴转速的测量。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上公开的本技术优选实施例只是用于帮助阐述本技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该技术仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本技术的原理和实际应用，从而使所属
技术人员能很好地理解和利用本技术。本技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型磁电效应转速传感器，包括传感计数装置和检测装置，其特征在于；所述传感计数装置包括压电材料棒(1)，所述压电材料棒(1)上下两面分别粘接有磁致伸缩细棒(2)，所述压电材料棒(1)和所述磁致伸缩细棒(2)的左侧端面粘接有永磁体(3)，所述压电材料棒(1)上下两面分别通过两根引线(4)与脉冲计数器(5)电连接，所述检测装置包括轴环(6)，所述轴环(6)的周面上均匀竖直设有磁铁块(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型磁电效应转速传感器，包括传感计数装置和检测装置，其特征在于；所述传感计数装置包括压电材料棒(1)，所述压电材料棒(1)上下两面分别粘接有磁致伸缩细棒(2)，所述压电材料棒(1)和所述磁致伸缩细棒(2)的左侧端面粘接有永磁体(3)，所述压电材料棒(1)上下两面分别通过两根引线(4)与脉冲计数器(5)电连接，所述检测装置包括轴环(6)，所述轴环(6)的周面上均匀竖直设有磁铁块(7)。


2.根据权利要求1所述的一种新型磁电效应转速传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍中旭，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32