مطالعه تاثیر میدان مغناطیسی بایاس و پیش تنش مکانیکی بر حساسیت و محدوده اندازه گیری خطی نیروسنج ترفنل-دی

ماده ابردگررسان مغناطیسی ترفنل-دی در ساخت بسیاری از حسگرها از قبیل نیروسنج کاربرد دارد. در این حسگرها نیروی خارجی به واسطه تغییر در شار مغناطیسی گذرنده از ترفنل-دی اندازه گیری می شود. به منظور بهبود عملکرد این حسگرها، ترفنل-دی تحت تاثیر میدان مغناطیسی بایاس و پیش تنش مکانیکی قرار می گیرد. در این مقاله، اثر این دو عامل بر حساسیت و محدوده اندازه گیری خطی حسگر مورد بررسی قرار می گیرد و مقادیر بهینه آنها شناسایی می شوند. در ابتدا با استفاده از معادلات ترکیبی کوپل مگنتومکانیکی، مدل تئوری که شامل پارامترهای موثر بر حساسیت حسگر می باشد، ارائه می شود. سپس با استفاده از یک مجموعه آزمایشگاهی، خواص مغناطیسی-مکانیکی ترفنل-دی و مقادیر پارامترهای مورد نیاز مدل تئوری استخراج می گردد. در انتها با استفاده از مدل تئوری و نتایج تجربی، پاسخ حسگر در مقابل نیروهای دینامیکی شبیه سازی شده و تاثیرات میدان مغناطیسی بایاس و پیش تنش مکانیکی بر فاکتور حساسیت و محدوده اندازه گیری خطی حسگر مطالعه می شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مقادیر میدان مغناطیسی بایاس و پیش تنش مکانیکی باید در ارتباط با همدیگر و با توجه به دامنه نیروی اعمالی تعیین شوند تا حسگر ترفنل-دی بیشترین حساسیت را داشته باشد.