106
К таким датчикам относятся преобразователи, основанные на
использовании магнитоупругого эффекта и пьезоэффекта, т. е.
магнитоупругие, магнитоанизотропные и пьезоэлектрические датчики.
Известно явление магнитострикции, при котором под действием внешнего
магнитного поля изменяются ориентация материала и линейные размеры
образца из намагничиваемого материала.
Существует явление обратное магнитострикции, это магнитоупругий
эффект. Магнитоупругим эффектом называют эффект
изменения магнитных
свойств материала под влиянием механических деформаций.
Под влиянием упругой деформации изменяются форма кристаллической
решетки ферромагнитного материала и ориентация вектора
самопроизвольной намагниченности J
s
в решетке.
Между изменением размеров ферромагнитного тела в направлении
действия внешнего намагничивающего поля H и изменением индукции B под
действием внешних механических напряжений σ существует зависимость
dl/ldH=dB/4πdσ.
(12.1)
Магнитный поток Ф=BS=4πJ
s
S, где S – поперечное сечение образца.
При деформации растяжения ферромагнитного материала во внешнем
магнитном поле H>H
s
магнитный поток изменяется за счет изменения
самопроизвольной намагниченности J
s
, т. е.
dФ=4πSdJ
s
+4πJ
s
dS. (12.2)
Выражая dS/S через модуль упругости E, механическое напряжение σ и
коэффициент поперечного изменения размеров ε, можно записать
dS/S=2εσ/E-(εσ/E)
2
. (12.3)
Пренебрегая вычитаемым ввиду малости ε
2
, можно записать
dФ=4πS(dJ
s
+2J
s
εσ/E). (12.4)
Отсюда видно, что изменеие магнитного потока при деформации
ферромагнитного образца зависит от изменения его намагниченности J
s
,
механических свойств и размеров.