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金属磁弹、磁记忆检测信号采集处理系统的研究

作　者: 杨超
导　师: 陈娟
学　校: 北京化工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 无损检测 铁磁材料 磁弹 磁记忆 数字滤波器
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 127次
引　用: 2次
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内容摘要


铁磁材料具有较好的弹性和塑性,并且具有坚硬、耐腐等优点,是目前乃至今后广泛适用并且不可替代的工业材料。在工业生产中,由铁磁材料加工的零部件及构成的产品,在使用过程中出现质量问题,破损问题及寿命终结,不仅关系到产品的正常运行,甚至关系到人身安全。因此,对铁磁材料的各种性质,如应力、硬度、疲劳等方面的检测具有重要的意义。随着现代工业的发展,对铁磁材料构件的应力检测已经成为确保设备安全运行以及产品质量的重要手段。相对其它常见的应力检测方法,金属磁弹与磁记忆检测方法是近些年来发展的两种较为先进的无损检测技术。它们在检测铁磁材料内部应力、疲劳寿命、硬度、显微组织、表面状态都有着各自的优势,可对产品或设备进行整体的分析、评价,是非常有发展潜力的动态无损检测方法。本文对金属磁弹与磁记忆信号的产生机理与铁磁材料的各种性质进行了深入细致的研究。并在此基础上,研制了基于金属磁弹和磁记忆技术的铁磁材料应力检测仪器。该仪器主要包括传感器、信号调理电路以及单片机三部分。对于金属磁弹检测中出现的高频干扰信号,提出了选用现场可编程逻辑器件(FPGA)来实现低通数字滤波器来滤除高频噪声。进一步用VHDL语言加以描述,并且进行仿真验证,同时应用于磁弹的在线检测,达到了较高的精度。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章 绪论  14-20
  1.1 本课题研究的目的和意义  14-15
  1.2 目前常用的应力检测方法  15-16
  1.3 金属磁弹与磁记忆检测方法的研究现状  16-18
    1.3.1 金属磁弹检测方法的研究现状  16-17
    1.3.2 金属磁记忆检测方法的研究现状  17-18
  1.4 本章小结  18-20
第二章 理论基础  20-34
  2.1 磁畴与磁畴壁  20-21
  2.2 磁化  21-26
    2.2.1 引言  21-23
    2.2.2 可逆磁化过程  23-24
    2.2.3 不可逆磁化过程  24-26
  2.3 磁弹信号的产生机理  26-27
  2.4 磁弹信号与应力的关系  27-30
    2.4.1 材料性质  27-28
    2.4.2 磁化方向  28-29
    2.4.3 磁化强度  29-30
  2.5 磁记忆检测机理  30-33
    2.5.1 压磁效应  30-31
    2.5.2 磁弹性效应  31-32
    2.5.3 微观组织分析  32-33
  2.6 本章小结  33-34
第三章 金属磁弹与磁记忆检测的硬件设计  34-50
  3.1 金属磁弹的检测电路  34-44
    3.1.1 金属磁弹传感器  34-39
    3.1.2 金属磁弹检测的模拟电路  39-44
  3.2 金属磁记忆的检测电路  44-47
    3.2.1 磁记忆传感器  44-45
    3.2.2 金属磁记忆检测的模拟电路  45-47
  3.3 模数转换部分  47-48
  3.4 本章小结  48-50
第四章 系统的数字电路设计  50-66
  4.1 引言  50
  4.2 数字滤波器  50-52
    4.2.1 滤波及数字滤波器  50-51
    4.2.2 数字滤波器的用途  51
    4.2.3 数字滤波器的类型  51-52
  4.3 FPGA与VHDL  52-53
    4.3.1 FPGA  52-53
    4.3.2 VHDL  53
  4.4 基于FPGA的IIR数字滤波器的设计  53-56
  4.5 基于FPGA的IIR数字滤波器的应用  56-57
  4.6 单片机部分  57-64
    4.6.1 单片机最小系统  57-58
    4.6.2 液晶显示部分  58-60
    4.6.3 串行EEPROM部分  60-61
    4.6.4 串行通信部分  61-64
  4.7 本章小结  64-66
第五章 LABVIEW在上位机的应用  66-80
  5.1 虚拟仪器与LABVIEW  66-68
    5.1.1 虚拟仪器概述  66
    5.1.2 LABVIEW概述  66-68
  5.2 上位机与单片机的串行通信  68-70
  5.3 数据的测量  70-77
  5.4 本章小结  77-80
第六章 结论与展望  80-82
参考文献  82-86
附录  86-100
致谢  100-102
研究成果及发表的学术论文  102-104
作者简介  104-105
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  105-106

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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