最优磁化模型的磁通量传感器仿真实验与应用

摘要

为了优化磁通量传感器测量的精度与稳定性，以更好地满足桥梁拉索应力测量需求，根据钢绞线的磁特性曲线与Biot-savar定律，设计了最优激励模型的CCT20穿入式磁通量索力传感器，对其进行拉力试验，并采用有限元软件模拟了张拉试验中传感器测钢绞线的全过程，还提出了相关性系数来增强试验与仿真间的可对比性，模拟结果与试验结果基本吻合，证明了有限元模型的有效性，进一步分析了传感器对钢绞线的磁化效果。试验及仿真结果表明，穿入式传感器测量结果与钢绞线张力呈线性关系，多次重复测量性能优于0.3%;传感器设计励磁源下，钢绞线被测区域磁感应强度为0.77 T,位于钢绞线最大磁导率附近，获得最佳测量效果，励磁模型达到最优。并对汕头新津河特大桥拉索进行了应力状态检测，最终得出结论，CCT20穿入式磁通量索力传感器测量结果准确，最大测量偏差为0.8%。

关键词

磁弹效应 / 磁通量传感器 / 索力测量 / 张拉试验 / 汕头新津河特大桥