[发明专利]超磁致伸缩换能器动态电磁损耗的测量方法及系统

权利要求书

1.一种超磁致伸缩换能器动态电磁损耗的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测超磁致伸缩换能器驱动线圈的驱动电流信号I_ac与探测线圈的感应电压信号U；

计算驱动电流信号I_ac与探测线圈的感应电压U的相位差θ；

获取驱动电流信号I_ac、探测线圈的感应电压信号U的最大值，结合相位差θ计算复数振幅磁导率以及电磁损耗；

利用霍尔电流探头检测驱动线圈的驱动电流信号，电压探头检测探测线圈的感应电压信号；

相位差θ的计算公式为：其中，f为驱动电流的频率，t_i为驱动电流信号上升沿时间，t_u为感应电压信号上升沿时间；

驱动电流信号I_ac的最大值获取过程包括：将连续采样的N个驱动电流信号I_ac1、I_ac2、……、I_acN存放到数组窗口I_ac[N]，采用先进先出的方法移动数组窗口，仅当I_acm大于数组窗口中任意一个驱动电流信号时，记录此时I_acm的值即为驱动电流信号的最大值I_acm；其中I_acm为第m次采样的驱动电流信号，m为(N+1)/2，N为奇数。

2.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器动态电磁损耗的测量方法，其特征在于，所述复数振幅磁导率的计算公式为：R_rod为磁致伸缩棒的半径，N_pick为探测线圈的总匝数；U_m为感应电压信号U的最大值；N_ac为驱动线圈的总匝数，I_acm为驱动电流最大值，l_rod为磁致伸缩棒的长度；f为驱动电流的频率。

3.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器动态电磁损耗的测量方法，其特征在于，单位体积的电磁损耗的计算公式为：W_loss＝πH_mB_m sinθ；其中，H_m为磁场强度峰值；B_m为磁感应强度峰值。

4.根据权利要求3所述的超磁致伸缩换能器动态电磁损耗的测量方法，其特征在于，N_ac为驱动线圈的总匝数，I_acm为驱动电流信号最大值，l_rod为磁致伸缩棒的长度；R_rod为磁致伸缩棒的半径，N_pick为探测线圈的总匝数；U_m为感应电压信号U的最大值。

5.一种超磁致伸缩换能器动态电磁损耗的测量系统，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测超磁致伸缩换能器驱动线圈的驱动电流信号I_ac与探测线圈的感应电压信号U；

第一计算单元，用于计算驱动电流信号I_ac与探测线圈的感应电压U的相位差θ；

第二计算单元，用于获取驱动电流信号I_ac、探测线圈的感应电压信号U的最大值，结合相位差θ计算复数振幅磁导率以及电磁损耗；

相位差θ的计算公式为：其中，f为驱动电流的频率，t_i为驱动电流信号上升沿时间，t_u为感应电压信号上升沿时间；

所述第二计算单元计算驱动电流信号I_ac的最大值的过程包括：将连续采样的N个驱动电流信号I_ac1、I_ac2、……、I_acN存放到数组窗口I_ac[N]，采用先进先出的方法移动数组窗口，仅当I_acm大于数组窗口中任意一个驱动电流信号时，记录此时I_acm的值即为驱动电流信号的最大值I_acm；其中I_acm为第m次采样的驱动电流信号，m为(N+1)/2，N为奇数。

6.一种超磁致伸缩换能器动态电磁损耗的测量系统，其特征在于，包括：

信号测量单元，用于利用霍尔电流探头检测驱动线圈的驱动电流信号I_ac，利用电压探头检测探测线圈的感应电压信号U；

数据处理单元，用于计算驱动电流信号I_ac与探测线圈的感应电压U的相位差θ；获取驱动电流信号I_ac、探测线圈的感应电压信号U的最大值，结合相位差θ计算复数振幅磁导率以及电磁损耗；

相位差θ的计算公式为：其中，f为驱动电流的频率，t_i为驱动电流信号上升沿时间，t_u为感应电压信号上升沿时间；

驱动电流信号I_ac的最大值获取过程包括：将连续采样的N个驱动电流信号I_ac1、I_ac2、……、I_acN存放到数组窗口I_ac[N]，采用先进先出的方法移动数组窗口，仅当I_acm大于数组窗口中任意一个驱动电流信号时，记录此时I_acm的值即为驱动电流信号的最大值I_acm；其中I_acm为第m次采样的驱动电流信号，m为(N+1)/2，N为奇数。