مطالعه عددی و تجربی بر روی حساسیت حسگر نیروی استاتیکی با استفاده از ماده اَبَرمگنتواستریکتیو ترفنل-دی

در این پژوهش پارامترهای موثر بر حساسیت حسگر نیروی مگنتواستریکتیو مورد بررسی قرار گرفته اند و یک حسگر نیروی مگنتواستریکتیو با حساسیت بسیار بالا طراحی و ساخته شده است. در ابتدا، مبانی عملکردی حسگرهای نیروی مگنتواستریکتیو ارایه شده است. سپس به طراحی مفهومی حسگر پرداخته شده و در خلال آن هندسه حسگر و مواد مورد نیاز در ساخت حسگر تعیین شدند. در قدم بعدی به اندازه-گیری مشخصات هیسترزیس مغناطیسی مواد مورد استفاده و بهینه‌سازی این خواص مغناطیسی پرداخته شده است. بدین منظور منحنی هیسترزیس مغناطیسی آهن کم کربن آنیل نشده و آهن کم کربن آنیل شده تحت شدت جریان های مختلف و همچنین منحنی هیسترزیس مغناطیسی میله ترفنل-دی نوع یک‌پارچه تحت شدت جریان ها و پیش بارهای مختلف اندازه گیری شده است. سپس، با استفاده از نتایج تجربی به دست آمده، شبیه‌سازی عددی با نرم افزار المان محدود انجام گرفته و پارامترهای هندسی موثر بر حساسیت حسگر بهینه‌سازی شدند. در انتها حسگر نیروی مگنتواستریکتیو ساخته شد و حساسیت و مشخصات عملکردی آن در شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. حسگر ساخته شده دارای خطای خطی‌پذیری %8/2 کل بازه و حساسیت mv/n 51/0 می باشد که در مقایسه با حسگرهای مگنتواستریکتیو مشابه مقدار بالاتری به شمار می رود.