Тензодатчики

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Июня 2015 в 15:54, реферат

Краткое описание

Магнитные материалы (Магнетики) — материалы, вступающие во взаимодействие с магнитным полем, выражающееся в его изменении, а также в других физических явлениях — изменение физических размеров, температуры, проводимости, возникновению электрического потенциала и т. д.

Прикрепленные файлы: 1 файл

наноэлектроника (2).docx

— 203.35 Кб (Скачать документ)

Практическое применение магнитных материалов постоянно растет. Увеличивается их производство, разрабатываются и находят все большее применение новые виды магнитных материалов. Например, с цилиндрическими доменами, используемые для создания памяти ЭВМ с большой плотностью записи информации, материалы с гигантской магнитострикцией ( ~10-3), используемые в качестве ультразвуковых излучателей и др. Применение магнитных материалов во многих случаях существенно влияет на развитие важнейших областей техники, как электромашиностроение, электронная техника, радиотехника, приборостроение, вычислительная техника, автоматические устройства и системы управления, магнитная запись звуков и изображений, голографическая запись и др.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств основаны на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств  чтения/записи информации и магнитного носителя, на который, непосредственно, осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства. Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности.

Несомненный интерес представляют ультрадисперсные частицы для магнитной записи. Однако минус этих дисков в том, что нанометровые зёрна на их поверхности, на которые и производится запись, не упорядочены, поэтому информация записывается на большом количестве таких зёрен, а не на одном. Если же эти наночастицы сделать близкими по размеру, то возникает эффект их самоорганизации, а на упорядоченных структурах (например, двумерных с гексагональной упаковкой частиц) относительно легко производить запись на каждой частице. То есть на каждой частице можно записать бит информации, а при размере частицы 10—20 нанометров плотность записи возрастает на порядок по сравнению с той, что достигнута сегодня. Ещё один плюс — в силу относительно недорогих исходных материалов ультрадисперсные частицы оказываются довольно дешёвыми. Кроме этого, они химически инертны, а значит, могут быть с успехом использованы там, где нужна устойчивая запись информации: ультрадисперсные частицы легко противостоят любым агрессивным условиям и без размагничивания выдерживают температуру 250—300 градусов. [8]

Ферриты нашли широкое применение в качестве магнитных наполнителей для полимерных композиционных материалов. В том числе магнитно-мягкие  порошки никель-цинковых, марганец-цинковых,  цинковых;   магнитно-твёрдые порошки гексаферрита бария, стронция. Основным  преимуществом  полимерных  магнитов, по  сравнению  с  металлическими  или  керамическими,  является  их лёгкая формуемость, стабильность размеров и низкая стоимость.

Ферриты широко используются в промышленности  бытовых  электроприборов, производстве игрушек, дверных амортизаторов, автоматических дверных переключателей, таймеров.важное  применение магнитные эластомеры нашли в медицине в качестве  магнитотерапевтических средств, а также нетоксичных магнитных элементов при биопротезировании и создании  искуственного  сердца. Ферромагнитные порошки также нашли применение в дефектоскопии в качестве  обнаружителя магнитного поля дефекта.

Магнитные датчики в составе охранной сигнализации относятся к самым простым и устанавливаются на окна, двери и люки.

Магнитные замки. В цилиндровых замках некоторых моделей применяются магнитные элементы. Замок и ключ снабжены ответными кодовыми наборами постоянных магнитов.

Магнитные материалы также используются в медицине. Магниты в последнее время все чаще используются для более точного и менее инвазивного введения в организм больного человека различных инструментов и лекарств в ходе лечебных и диагностических процедур. Управление движением в этом случае осуществляется с помощью магнитного поля.

Искусственные сердца также не обходятся без магнитов.

Магнитно-резонансная томография– нерентгенологический метод исследования внутренних органов и тканей человека. Технология МРТ достаточно сложна: используется эффект резонансного поглощения атомами электромагнитных волн. Человека помещают в магнитное поле, которое создает аппарат.

 

 

 

 

 

Выводы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

  1. «Редкоземельные металлы, сплавы и соединения - новые магнитные материалы для техники» Белов К. П. 1996 г.
  2. http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_1994.html
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E0%E3%ED%E8%F2%ED%E0%FF_%EF%F0%EE%ED%E8%F6%E0%E5%EC%EE%F1%F2%FC
  4. http://magneticliquid.narod.ru/autority/091.htm
  5. https://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E0%E3%ED%E8%F2%EE%EC%FF%E3%EA%E8%E5_%EC%E0%F2%E5%F0%E8%E0%EB%FB
  6. megabook.ru/article/Магнитомягкие%20материалы
  7. http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/34333/%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B2%D1%91%D1%80%D0%B4%D1%8B%D0%B5
  8. Большие перспективы магнитных частиц. Электронное издание «Наука и технологии России» . [Электронный ресурс] -Режим доступа : http://www.strf.ru/science.aspx?CatalogId=390&d_no=25261

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маятниковый микрогенератор  
(РФ № 2538787)


Классы МПК:

H02K35/02 с подвижным магнитом и неподвижной системой катушек 

Патентообладатель(и):

Смирнов Валентин Петрович (RU)

Приоритеты:

подача заявки: 
2013-09-17

публикация патента: 
10.01.2015


Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для подзарядки штатных аккумуляторов малоэнергоемких систем и может также использоваться для самостоятельного питания навигаторов, приборов ночного видения, маломощных связных устройств фарватерных бакенов, автономных осветительных устройств на судах и наземном транспорте, в сигнальных и аварийных приборах, как устройство для продления времени полета беспилотных летательных аппаратов и т.п. при отсутствии силовой сети для зарядки штатных аккумуляторов или при отсутствии возможности заменить штатный аккумулятор прибора. Технический результат состоит в повышении генерируемой мощности. Маятниковый микрогенератор включает ротор, состоящий из двух свободно качающихся на оси дисковых маятников с магнитами, обращенными друг к другу противоположными полюсами. Статор состоит из катушек, расположенных на плоской панели, размещенной между маятниковыми роторами. 


Плазмоэлектролизный генератор электроэнергии, удобрений и воды из стоков и органических отходов  
(РФ № 2488042)

Классы МПК:

F23G5/02 с предварительной обработкой

Автор(ы):

Жуков Василий Петрович (RU), Жуков Михаил Васильевич (RU), Жукова Эмилия Евгеньевна (RU), Жуков Антон Михайлович (RU), Жуков Дмитрий Михайлович (RU), Жукова Анастасия Михайловна (RU)

Патентообладатель(и):

Жуков Михаил Васильевич (RU)

Приоритеты:

подача заявки: 
2012-02-16

публикация патента: 
20.07.2013


Изобретение относится к автономной водородной энергетике. Технический результат изобретения позволит повысить КПД генератора электроэнергии. Плазмоэлектролизный генератор электроэнергии, удобрений и воды из стоков и отходов состоит из магнитопроводного корпуса низкого давления с замкнутыми на него верхним и нижним кольцевыми магнитами, генератора сверхвысокочастотного излучения, открытого низкодобротного резонатора и реактора плазмы с размещенными в нем электролизером, топливным элементом и генератором рабочего газа. Генератор рабочего газа оснащен молекулярными ситами, автоматизированными патрубками подачи стоков и удаления компонентов удобрений и воды с возможностью агрегатирования с генераторами органоводных эмульсий.


Устройство магнитной левитации транспортного средства  
(РФ № 2539304)

Классы МПК:

B61B13/08 скользящие или левитационные системы 
H01F7/00 Магниты

Автор(ы):

Антонов Юрий Федорович (RU), Зайцев Анатолий Александрович (RU), Занин Валентин Петрович (RU), Корчагин Александр Дмитриевич (RU)

Патентообладатель(и):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)

Приоритеты:

подача заявки: 
2013-03-27

публикация патента: 
20.01.2015


Изобретение относится к области магнитолевитационной транспортной технологии. Устройство магнитной левитации транспортного средства включает вертикально установленные электродвигатели с торцевыми магнитными колесами на валу и электропроводящим элементом. Электродвигатели установлены в активной путевой структуре, а электропроводящий элемент - на несущей тележке транспортного средства. Магнитные колеса выполнены в виде торцевых дисков с сегментами из постоянных магнитов, верхняя плоскость которых совпадает с верхней плоскостью основания активной путевой структуры. Электропроводящий элемент выполнен в виде развернутой «беличьей клетки», установленной в пазах ферромагнитного сердечника в днище несущей тележки транспортного средства. Достигается снижение массогабаритных показателей. 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение

Магнитные  материалы (магнетики) — материалы, вступающие во взаимодействие с магн. полем, выражающееся в его изменении, а также в других физ.явлениях — изменение физ. размеров,проводимости , температуры, возникновению электрического заряда и т. п.

К магнитным материалам с точки зрения техники относят вещества, обладающие определенными магнитными свойствами и используемые в современной технологии. Магнитными материалами могут быть различные сплавы, хим. соединения, жидкости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

История.

Примерно VII веков до н. э. в Европе и IIIвека до н. э. в Китае были  найдены образцы минерала магнетита. В Китае этот минерал именовали « привязчивым камнем», в Европе же его прозвали «каменем из Магнесии» (это область и город в  Азии, место где он был найден впервые ). После этот минерал стал  называться просто магнитом. В VI веке до н. э. о свойстве магнита притягивать металл упомянул филосов Греции -  Фалес. Первое практическое применением  магнетита было применение его в качестве основной рабочей части компаса. Небольшой кусок магнита, закрепляли на плавающей в воде платформе, и магнит всегда показывал в определенную  сторону света. До нашего времени дошла информация, что древние викинги в своих плаваниях пользовались компасом. С течением времени конструкция компаса совершенствовалась:  магнетит заменила  стрелка из стали, обладающей магнитными свойствами.

 

Однако большую значимость магнитных материалов для технической сферы человечество ощутило только в 50-ых годах  XIX века. Когда  Фарадей открыл закон электромагнитной индукции, когда стало возможным проектирование иизготовление  моторов, электрогенераторов, трансформаторов и прочих аппаратов и приборов для электротехники и техники средств связи.

База современного магнитного материаловедения -  все еще металлы группы железа (Co, Fe,  Ni); их применяют при изготовлении различных металлических и диэлектрических оксидов (соединения жеоеза и других металлов с кислородом, которые называют ферритами) магнитные материалы. Целью физики магнетизма является разработатка пути дальнейшего поиск новых магнитных материалов и улучшение уже применяемых. Однако это  невозможно при использования только металлов группы железа.

В 60-ых годах появилась тенденция создания магнитных материалов на основе металлов   группы лантаноидов: Er , Dy, Eu ,Gd,  Ho,Tb,  Sm,  и других,  называемых редкоземельными. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристики магнитных материалов

Намагниченность

Основная характеристика м. материалов - намагниченность М, которая вычисляется как магнитный момент ед. объема вещества. Единица намагниченности в СИ - А/м. Зависимость М от напряженности поля H для ферро- и ферримагнетиков определяется кривой намагничивания с петлей гистерезиса (рис.1). Если напряженность поля достаточна для намагничивания образца до насыщения, соответствующая петля гистерезиса называют предельной; множество др. возможных петель, получаемых при меньших значениях H и лежащих внутри предельной петли, называют частными (непредельными). Если до начала действия внеш. поля образец был полностью размагничен, кривая зависимости М от H называют основной кривой намагничивания.

 

Рис.1.

Кривые намагничивания и размагничивания ферромагнетика: Н - напряженность внеш. магнитного поля; М -намагниченность образца; Нc - коэрцитивная сила; Мr - остаточная намагниченность; Мs - намагниченность насыщения; 1 - предельная петля гистерезиса; 2 - непредельная (частная) петля; 3 - начальная кривая намагничивания.[3]

Магнитная проницаемость

Также важной характеристикой магнитных материалов является магнитная проницаемость.

Магнитная проницаемость — физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией  и напряжённостью магнитного поля   в веществе. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости конкретной среды (подразумевая ее состав, состояние, температуру и т. д.).

Информация о работе Тензодатчики