磁致伸缩材料—磁敏电阻复合车载载荷传感器及其检测方法

摘要

本发明涉及交通检测技术领域，提供一种不受外界条件限制，检测精度高的磁致伸缩材料—磁敏电阻复合车载载荷传感器，包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体所组成的腔体内设置有承载块、压磁效应件、为压磁效应件提供初始磁场的磁体以及感应压磁效应件导磁率变化并输出相应电信号的磁敏传感电路，所述承载块的上端伸出上壳体，承载块的下端与压磁效应件的一端接触，压磁效应件的另一端固定设置。本发明还提供基于上述传感器的载荷检测方法。

主权项

使用磁致伸缩材料—磁敏电阻复合车载载荷传感器的车载载荷检测方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将磁致伸缩材料—磁敏电阻复合车载载荷传感器安装于车箱与钢板弹簧之间；所述磁致伸缩材料—磁敏电阻复合车载载荷传感器包括磁敏传感电路，所述磁敏传感电路包括磁敏电阻R1、磁敏电阻R3、可变电阻R4和一固定电阻R2，所述磁敏电阻R1、固定电阻R2、磁敏电阻R3和可变电阻R4依次首尾连接形成电桥，磁敏电阻R1与固定电阻R2及磁敏电阻R3与可变电阻R4之间的线路分别连接电源两端，固定电阻R2与磁敏电阻R3之间及可变电阻R4与磁敏电阻R1之间的线路为检测电压输出端；2)调节可变电阻R₄，使承载车箱的磁致伸缩材料—磁敏电阻复合车载载荷传感器当前磁敏传感电路输出电压U₂＝0；3)装载货物后，检测当前磁敏传感电路输出的电压U₃，通过下式计算车的当前载荷F：$F=\sqrt{\frac{(U_0^2-2U_0{U}_3-U_2^2)+\sqrt{U_0^2(U_0^2-2U_2^2)+U_2^2(U_2^2+4U_3^2)}}{k\left[\frac{9\pi }{16}(1-\frac{\pi }{4}){\gamma }^2\right]{(U_0-U_2)}^2(U_3-U_0)}{U}_0};$上式中，U₀为磁敏传感电路的输入电压、π为圆周率、γ为载流子的迁移率、k为常数；$U_2=\frac{(R_1+\Delta R)(R_3+\Delta R)-R_2{R}_4}{(R_1+\Delta R+R_2)(R_3+\Delta R+R_4)}{U}_0=\frac{2R_0\Delta R+{\mathrm{\Delta R}}^2}{4{R_0}^2+4R_0\Delta R+{\mathrm{\Delta R}}^2}{U}_0=\frac{\Delta R}{2R_0+\Delta R}{U}_0;$上式中，R₁、R₂、R₃和R₄分别为磁敏传感电路中磁敏电阻R1、固定电阻R₂、磁敏电阻R₃和可变电阻R4的电阻值，△R为磁敏电阻阻值变化量，R₀为磁敏电阻R1、固定电阻R2、磁敏电阻R3和可变电阻R4的电阻值的初始电阻值。