D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1983.04.009 北京钢缺学院学报 1983年第4期 磁弹效应力传感器回线误差初探 金属物理教研室武兵书吴兵苏世漳 摘要 回线误差是影响磁弹效应力传感器综合精度的一项重要误差。为了探索这类 误差产生的原因，本文设计了3%Si一Fe冷轧Goss织构电工钢片单晶体拉应力试 样。实验结果表明，随着样品工作区中单晶体的[100]方向与应力σ之间的夹角 日的变化，样品的回线误差不但有数值大小的变化，而且回线误差的类型也不同。 一种是，当减载时，传感器的輸出电压值高于加载到同一载荷时传感器的输出电 压值，另一种则与此相反。本文分析了这类材料的传感器在工作状态下，单晶体 内磁铸分布的变化过程，认为回线误差大小及类型随日角的变化，是单品体内晶 体缺陷与铸壁相互作用的结果。 回线误差是影响磁弹效应力传感器综合精度的一个重要因素，不少研制单位对此作过 工作，其中苏联公开发表的资料较多[1]，[2]，[3]。但资料中介绍的产品的精度 并不高，其中回线误差在0.3%~0.5%[1]。从实际产品的精度上看，目前以瑞典ASEA 公司的精度最高（综合精度0.05%，其中回线误差0.05%以下[4]）。但是由于技术保 密，它的研究资料未见公开发表过。 对于磁弹效应力传感器回线误差产生的物理过程，过去的看法基本采用了文献[2] 的观点，或是以[2]观点为基础的扩展。[2]的作者认为，磁弹滞后现象是两个过程的 结果：(1)弹性后效引起的力学滞后过程，这个过程发生在任何大小的机械应力之下， (2)磁化过程引起的磁滞后过程。 我国国内对磁弹效应力传感器的研究起步较晚，对于回线误差产生原因的研究基本上 采用了[2]的观点。但最近也有人通过实验，指出磁弹效应力传感器的回线误差与直流 磁化娇顽力关系比较弱，在制造高精度力传感器时可以不考虑矫顽力的影响[5]。 随着工业自动化程度的迅速发展，对力传感器的精度要求也越来越高，因此能否进一 步降低回线误差，提高力传感器的精度，就成了进一步发挥磁弹效应力传感器的优势，扩 大这类传感器在冶金、矿山，交通运输等重载测力场合的应用范围的重要课题。 本文准备就以3%Si冷轧取向硅钢片为材料制作的传感器样品的试验结果，对这类传感 器回线误差的产生原因作一初步探讨。 试样的制备 为了尽量减少样品的机械加工和粘结应力对实验结果的影响，本实验采用了单晶单片 89北 京 钢 铁 举 院 学 报 年 第 期 磁弹效应 力传感器回 线误差初探 金 属物 理 教研 室 武兵 书 吴 兵 苏世 津 摘 要 回 线误 差是 影 响 磁 弹 效 应 力 传 感 器 综合 精 度 的 一 项 重要误 差 为 了探 索这 类 误 差 产生 的 原 因 ， 本 文 设 计 了 一 冷 札 织 构 电工 钢 片单晶体拉应 力 试 样 。 实验 结 果表明 ， 随 着样 品 工 作 区 中单 晶体 的 〔 〕 方 向 与应 力 之 问的 夹 角 的 变化 ， 样 品 的 回 线误 差不 但 有数位 大 小 的 变化 ， 而 且 回 线误 差 的 类型也 不 同 。 一 种是 ， 当 减 载 时 ， 传 感 器 的 输 出 电压 值 高于加 载到 同一 载待时传 感 器 的 输 出 电 压 位 ， 另一 种 则 与此 相反 本文 分 析 这 类 材料的传 感 器在 工 作状 态下 ， 单晶体 内磁 铸 分布 的 变化 过 程 ， 认 为回 线误 差 大 小 及 类 型 随 角的 变化 ， 是 单 晶体 内 晶 体缺 陷 与铸 壁相 互 作 用的 结 果 回线误差 是影响磁 弹效应 力传感器综合精度 的一个重要 因素 ， 不少研制单位对此 作过 工作 ， 其中苏联公开发表 的资料较多 〔 〕 ， ， 〔 〕 。 但资料中介绍 的产 品的 精 度 并不高 ， 其 中回线误差 在 〔 。 从 实际产 品的精度 上看 ， 目前 以瑞典 公 司 的精度 最高 综合精度 ， 其 中回线误 差 以下 〕 。 但是 由于技 术 保 密 ， 它 的研究 资料未见公 开 发表过 。 对 于磁 弹效应 力传感 器 回线误差产生 的物理 过程 ， 过去 的看法基本采用 了文献 〔 〕 的观点 ， 或是 以 〔幻 观 点为基 础的扩展 。 〔幻 的作者认为 ， 磁弹滞后 现象是两个过程 的 结果 弹性后 效 引起 的力学滞后 过程 ， 这个过程发生在任何大小的机械应 力之 下 ， 磁 化过程 引起的磁滞后 过程 。 我 国 国 内对磁 弹效应 力传感 器 的研究起步较晚 ， 对于 回线误差产生原 因的研究基本上 采用 了 〕 的观点 。 但最近 也有人 通过 实验 ， 指 出磁 弹效应 力传感器 的 回线误 差与 直 流 磁化矫顽力关系 比 较弱 ， 在制 造高精度力传感器 时可 以不考虑矫顽 力的影 响 〕 。 随着工业 自动化程度 的迅速 发展 ， 对力传感器 的精度 要求也越来越高 ， 因此能否进 一 步降低 回线误差 ， 提高力传感 器 的精度 ， 就成 了进 一 步发挥磁 弹效应 力传感器 的优势 ， 扩 大这类传感器在 冶金 、 矿 山 ， 交通 运 输等重载测 力场合 的应用 范围的重要课题 。 本文准备就 以 冷轧 取 向硅钢 片为材料制作 的传感器样品的试脸结果 ，对这类传感 器 回线误差 的产生原 因作 一 初步 探讨 。 试 样 的 制 备 为了尽量减少样品的机械加工 和粘结应 力对实验结果的影响 ， 本实验采用 了单晶单片 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．04．009