Resumen

La linealidad es un índice importante para evaluar el rendimiento de diversos sensores. Bajo el efecto Villari, puede haber cierta histéresis entre la fuerza de entrada y la tensión de salida de un sensor de fuerza, lo que significa que la salida será multivaluada y no lineal. Para mejorar la linealidad y eliminar la histéresis de dichos sensores, se propone un método de compensación de la salida mediante una corriente de polarización variable basado en el mecanismo de conversión bidireccional de energía del material magnetostrictivo gigante. En primer lugar, se establece la relación de magnetización entre la fuerza de entrada, la corriente de polarización y la densidad de flujo. En segundo lugar, se establece un modelo de red neuronal no lineal de la histéresis fuerza-magnetización y un modelo de red neuronal para el control de compensación del sensor de fuerza. Estos modelos se entrenan utilizando la curva fuerza-densidad de flujo magnético y la curva corriente-densidad de flujo magnético, respectivamente. Tomando la linealidad óptima como función objetivo, se optimiza la corriente de polarización bajo diferentes fuerzas de entrada. Por último, se desarrolla un sistema de control de la corriente de polarización y se construye una plataforma de pruebas experimentales para verificar el método propuesto. Los resultados muestran que el método de compensación de histéresis de corriente de polarización variable propuesto permite que la linealidad bajo el retorno del sensor de fuerza alcance el 1,6%, lo que supone alrededor de un 48,3% más que con los métodos anteriores. Así pues, el método de corriente de polarización variable propuesto suprime eficazmente el fenómeno de histéresis y proporciona una linealidad mejorada para los sensores de fuerza magnetoestrictivos gigantes.

• Materias:Biotecnología Minería de datos Redes de sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology Data mining Sensor networks Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:densidad de flujo magnético, sensor de fuerza, polarización variable, polarización, linealidad, fuerza de entrada, mecanismo bidireccional de conversión de energía, método de compensación de histéresis de corriente, sensores de fuerza magnetostrictivos gigantes, modelo de red neuronal no lineal
• Keywords:magnetic flux density, force sensor, variable bias, bias, linearity, input force, bidirectional energy conversion mechanism, current hysteresis compensation method, giant magnetostrictive force sensors, nonlinear neural network model