[发明专利]一种磁电复合材料传感器的测试方法及系统

说明书

本发明提供了一种磁电复合材料传感器的测试方法及系统，设置初始状态直流磁场并记录磁电复合材料在初始状态直流磁场下的初始状态感应电压，进而设置第一组磁场增量值并记录磁电复合材料在初始状态直流磁场下加上第一组磁场增量值后对应的不同感应电压，将记录到的不同磁场下对应的不同感应电压作为第一组增量感应电压值，通过第一组磁场增量值和第一组增量感应电压值计算感应电压对应直流磁场的变化度，以磁场变化步长改变初始状态直流磁场，由此获取感应电压达到最高值时的直流磁场值，实现了根据较小的步长磁场变化控制电压变化达到磁电复合材料的电压最高值的优化效果。

技术领域

本发明属于传感器领域，具体涉及一种磁电复合材料传感器的测试方法及系统。

背景技术

水泥基磁电复合材料与混凝土结构之间的适用性和耦合性优秀，具有和混凝土一致的耐久性，利用其高效的磁、力、电多重响应，卓越的感知性能与灵敏度，将传感、驱动和控制多功能性集成于一体，于基建工程监测领域有重大的作用。

由压电或磁致伸缩性能对材料力学性能的响应关系均是线性的，可推断磁电耦合响应对激励信号亦存在线性的对应关系。先依据前部分研究内容得到的压电、磁致伸缩性能的变化规律与特性，建立起输入与响应的对应关系。根据施加的磁场场强输入，对应于测量出的诱导电压，标定出磁电复合材料的磁电耦合响应标准化直线，以拟合直线的斜率作为感知性能的敏感度评价指标，结合磁致伸缩与压电性能的线性响应关系可推算出结构中受到的应力或应变。

在公开号CN103066201B的专利文献中提供的一种多场耦合制备磁电复合材料的方法，尽管可以制备择优取向的粘结磁体以提高其磁电性能，但仍不能有效测量磁电复合材料的电磁感应变化。而在谐振频率下，磁电复合材料的耦合响应会突然增强翻数倍至数十倍，在饱和磁电响应的直流偏置磁场场强激励下，磁致伸缩应变会达到最高值。

发明内容

本发明的目的在于提出一种磁电复合材料传感器的测试方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

磁电复合材料在直流磁场下会随着磁场强度的变化而变化，但如何逐步调整磁场强度以改变磁电复合材料的电压是个复杂的技术难题，设置初始状态直流磁场并根据变化度设置磁场变化步长以磁场变化步长改变初始状态直流磁场，需要获取感应电压达到最高值时的直流磁场值。

本发明提供了一种磁电复合材料传感器的测试方法及系统，设置初始状态直流磁场并记录磁电复合材料在初始状态直流磁场下的初始状态感应电压，进而设置第一组磁场增量值并记录磁电复合材料在初始状态直流磁场下加上第一组磁场增量值后对应的不同感应电压，将记录到的不同磁场下对应的不同感应电压作为第一组增量感应电压值，通过第一组磁场增量值和第一组增量感应电压值计算感应电压对应直流磁场的变化度，以磁场变化步长改变初始状态直流磁场，由此获取感应电压达到最高值时的直流磁场值。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种磁电复合材料传感器的测试方法，所述方法包括以下步骤：

S100,设置初始状态直流磁场，记录磁电复合材料在初始状态直流磁场下的初始状态感应电压；

S200，设置第一组磁场增量值，记录磁电复合材料在初始状态直流磁场下加上第一组磁场增量值后对应的不同感应电压，将记录到的不同磁场下对应的不同感应电压作为第一组增量感应电压值；

S300，通过第一组磁场增量值、初始状态感应电压和第一组增量感应电压值，进而计算感应电压对应直流磁场的变化度；

S400，根据变化度设置磁场变化步长，以磁场变化步长改变初始状态直流磁场，记录磁电复合材料在改变后的磁场下的感应电压；

S500，计算获取感应电压达到最高值时的直流磁场值。