• 제목/요약/키워드: Magnetostriction Curve

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패치형 자왜 초음파 변환기 성능에 대한 바이어스 자기장의 영향 (Effect of Biasing Magnetic Fields on the Patch-type Magnetostrictive Transducers)

  • 이호철;김희용
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권11호
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    • pp.1177-1183
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    • 2009
  • The effects of biasing magnetic fields on the performances of magnetostrictive ultrasonic transducers are investigated. The transducers are patch-type ones which are used for SHM of plate structures. Various kinds of configurations of biasing magnets are covered experimentally. It is experimentally verified that how the biasing magnetic field deploys is the most significant factors on maximizing the transducer output. From the magnetostriction curve of nickel, it is concluded qualitatively that it is not the absolute values of biasing magnetic field but the slope of magnetostriction curve to be taken account of.

바이어스 자기장용 영구자석 배치에 따른 자왜 초음파 변환기 성능 예측에 관한 연구 (A Study on Performance Prediction for a Magnetostrictive Ultrasonic Transducer According to Arrangement of Permanent Magnets for Biasing)

  • 이호철
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권12호
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    • pp.1200-1209
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    • 2010
  • The main subject of this paper is to develop analytic method with which output power or sensitivity variations of a magnetostrictive ultrasonic transducer can be estimated with no aid of experiments. After the bias magnetic field deployed over the patch is calculated using finite element analysis for magnetostatics, the representative value is extracted by averaging these field values. The operating point on the characteristic curve for magnetostriction is identified by this value and then the output performance is calculated from it. It is verified that the results from this simple model match well with those of its experimental version and some limits of this modeling technique are also considered.

초자기변형합금 Terfenol-D의 기초특성에 관한 연구 (A study on the fundamental characteristics of Giant Magnetostirictive Alloy, Terfenol-D)

  • 백창욱;김용권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.186-188
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    • 1994
  • Fundamental characteristics of Giant Magnetostrictive Alloy Terfenol-D$(Tb_{0.3}Dy_{0.7}Fe_{1.9\sim1.95})$ were measured by experiments. Magnetostrictions of Terfenol-D samples whose lengths are 15 and 25 mm have been measured under compressive stress from 0 to 14 MPa, when the applied magnetic field was up to 1200 Oe. The relationship between magnetostriction and field is shown graphically in the form of $H-{\lambda}$, curve. For the experiment, solenoid magnet and lever-arm-type stress equipment were designed and fabricated. The magnetostriction is measured by laser displacement measuring system and the stress applied to the sample is measured by load cell.

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Development of Micro-size Search Coil Magnetometer for Magnetic Field Distribution Measurement

  • Ka, E.M.;Son, De-Rac
    • Journal of Magnetics
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    • 제13권1호
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    • pp.34-36
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    • 2008
  • For the measurement of the magnetic field distribution with high spatial resolution and high accuracy, the magnetic field sensing probe must be non-magnetic, but the MFM probe and sub-millimeter-meter size Hall probe use a ferromagnetic tip and block, respectively, to increase the sensitivity. To overcome this drawback, we developed a micro-size search coil magnetometer which consists of a single turn search coil, Terfenol-D actuator, scanning system, and control software. To reduce the noise generated by the stray ac magnetic field of the actuator driving coil, we employed an even function $\lambda$-H magnetostriction curve and lock-in technique. Using the developed magnetometer, we were able to measure the magnetic field distribution with a magnetic field resolution of 1 mT and spatial resolution of $0.1mm{\times}0.2mm$ at a coil vibration frequency of 1.8 kHz.

Terfenol-D 액츄에이터의 히스테리시스 모델링과 제어 (Hysteresis Modeling and Control of Terfenol-D Actuator)

  • Park, Y. W.;M. C. Lim;Kim, D. Y.
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.660-663
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    • 2003
  • This paper proposes a systematic approach for an accurate control of the Terfenol-D actuator taking into account hysteresis, modeled by applying the classical Preisach operator with memory curve. A desired input displacement is calculated by using the hysteresis inverter, which is fed into the actuator. Then the PI compensator corrects the error between the commanded and actual displacements. Experiments with the step responses show that the PI controller settles in 70 ms and the hybrid controller in 20 ms. It means that the concurrent application of two control schemes is effective to control the actuator.

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PSC 내부 텐던의 긴장력 관리를 위한 저전압 EM 센싱 기법 (Low-Voltage EM(Elasto-Magnetic) Sensing Technique for Tensile Force Management of PSC(Prestressed Concrete) Internal Tendon)

  • 박지환;김준경;엄기영;박승희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.87-92
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    • 2019
  • 본 논문에서는 안정적인 전력공급이 어려운 실제 현장에 적용하기 위해서 PSC 내부 텐던의 긴장력 관리를 위한 저전압 EM센싱기법을 검증하였다. 지난 국내외 PSC 구조물 사고 사례를 볼 수 있듯이, 공용간 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 PS텐던의 긴장력 관리가 매우 중요함을 알 수 있었다. 이에 본 논문에서는 EM센서를 통해 탄성-자기이론을 기반한 강자성체의 자기변형과 응력의 관계를 이용하여 전압 크기에 따른 긴장력에 대한 자기이력곡선을 계측하고자 하였다. 이를 위해 이중 원통코일형태의 EM센서를 제작하고 유압식 인장기를 이용한 PS텐던 인장 실험 장비를 구성하였다. 실험은 단계적으로 전압을 감소시켜 긴장력 크기에 따른 자기이력곡선의 변화를 계측하면서 최대/최소 전압값에 대한 계측결과에 따른 투자율의 변화와 긴장력의 관계를 비교 분석하였다. 그 결과, 전압이 감소하여 자기장의 크기가 작아짐에 따라 추정식에 대한 상수는 상이하지만 유사한 형태의 자기이력곡선 투자율의 변화를 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서는 저전압 상태에서 EM센싱기법을 이용한 PSC 내부 텐던에 대한 긴장력 관리가 가능할 것으로 판단된다.

CoFe/Cu/NiFe Pseudo스핀밸브의 자기저항 특성 (The Giant Magnetoresistance Properties of CoFe/Cu/NiFe Pseudo Spin Valve)

  • 최원준;홍진표;김태송;김광윤
    • 한국자기학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.212-217
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    • 2002
  • 비자성층을 사이에 둔 두 강자성층의 보자력 차이를 이용하여 거대자기저항특성을 나타내는 Ta/CoFe/Cu/NiFe/Ta 구조의 pseudo 스핀밸브를 DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 제조하였다. Ta/CoFe/Cu/NiFe/Ta 구조에서 CoFe층의 두께 변화에 따른 자화 특성 및 자기저항 특성을 조사하였으며, 이 구조에서 CoFe층의 두께가 60 $\AA$일 때 자기저항비는 3.82%이고 CoFe층과 NiFe층 사이의 보자력 차이는 27.4 Oe이다. Ta/CoFe/Cu/NiFe/Ta 구조를 갖는 pseudo 스핀밸브에서 CoFe층과 NiFe층의 보자력 차이는 CoFe층의 두께가 20 $\AA$에서 40 $\AA$까지 증가함에 따라 증가하였으며 40 $\AA$ 이상에서는 감소하였다. 이와 같은 결과는 박막의 결정성 및 포화 자기변형(λ$_{s}$)의 변화에 의한 것으로 판단된다. Cu층과 NiFe층 사이에 CoFe층을 삽입한 Ta/CoFe/Cu/NiFe/Ta 구조에서 삽입층인 CoFe층의 두께 변화에 따른 자화특성 및 자기저항 특성을 조사한 결과 CoFe두께가 10$\AA$시 자기저항비가 6.7 %이며. 삼층막 구조 보다 자기저항비가 약 1.5배 이상 증가함을 알 수 있었다.

자기이방성센서를 이용한 강판의 비파괴 응력 계측에 관한 연구 (A Study on Non-destructive Stress Measurement of Steel Plate using a Magnetic Anisotropy Sensor)

  • 김대성;문홍득;유지형
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제12권11호
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    • pp.71-77
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    • 2011
  • 최근 들어 자기이방성센서를 이용한 비파괴응력계측기법은 강교나 강관 등의 건설 분야에서 적용되어지고 있다. 또한 터널건설현장에서 이용되는 강지보재에 대해서도 적용한 사례가 있다. 본 연구에서는 일본에서 개발된 자기이방성센서와 스트레인 게이지를 이용하여 국산 강재인 SS400에 적합한 응력감도곡선을 도출하기 위해 강재하중재하실험을 수행하였다. 또한 자기이방성센서를 이용한 비파괴 응력계측기법의 적용성을 평가하기 위하여 추가 강재하중재하실험과 수치해석을 실시하였다. 본 연구의 결과, 계측위치에 따라 자기이방성센서에서 측정된 출력전압과 스트레인 게이지로 측정된 응력의 평균을 이용하여 국산 강재인 SS400에 적합한 응력감도곡선을 도출하였다. 그리고 추가 강재하중재하실험과 수치해석을 비교한 결과, 자기이방성센서의 오차범위가 약 20MPa 정도임을 알 수 있었다. 자기이방성센서를 강재의 응력상태를 파악할 목적으로 사용할 경우, 강재의 항복응력의 레벨(245MPa)을 고려하면 공학적으로 충분한 정확도를 가지고 있다고 판단된다. 특히 자기이방성센서는 계측 센서가 부착되어 있지 않은 강구조물에서 잔류응력을 고려한 현재상태의 응력을 용이하게 파악할 수 있으며, 강구조물의 유지관리에 편리하게 적용이 가능함을 확인하였다.