高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)中三維力傳感器的應(yīng)用
高溫超導(dǎo)磁懸浮是一項(xiàng)利用高溫超導(dǎo)塊材磁通釘扎特性,而不需要主動控制就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸浮的技術(shù)，與普通磁懸浮比較，利用超導(dǎo)磁體實(shí)現(xiàn)磁懸浮具有以下優(yōu)點(diǎn)：懸浮的間隙大，一般可大于100mm；速度高，可達(dá)到500km/h以上；可同時實(shí)現(xiàn)懸浮、導(dǎo)向和推進(jìn)；推進(jìn)直線同步電機(jī)效率高達(dá)70%-80%；低能耗的客運(yùn)和貨運(yùn)；因?yàn)槭怯馈ぞ秒娏鞴ぷ鞑恍枰嚿瞎╇娤到y(tǒng)，所以重量輕，耗電少 。當(dāng)然這些優(yōu)點(diǎn)是對需要復(fù)雜的低溫系統(tǒng)的低溫超導(dǎo)而言，若高溫超導(dǎo)能實(shí)現(xiàn)工程運(yùn)用，則各方面的性能將大為提高。
在我國，很多年前某高校用超導(dǎo)技術(shù)研究所研制成功了世界首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車“世紀(jì)號"，同時證明了高溫超導(dǎo)磁懸浮車在原理上的可行性，于是，越來越多的科研人員開始投入到對高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的研究當(dāng)中去。讓列車懸浮起來，與軌道脫離接觸，這樣列車在運(yùn)行時的阻力降低很多，可以提升列車的運(yùn)行速度與減少能源的消耗。
三分力傳感器可用于進(jìn)行高溫超導(dǎo)磁懸浮測試實(shí)驗(yàn)，裝置整體可分為驅(qū)動傳動與制動裝置、主軸軸承裝置、軌道與防護(hù)裝置、支承裝置、實(shí)驗(yàn)測試與控制系統(tǒng)。裝置需滿足設(shè)計(jì)時速600km/h下高溫超導(dǎo)磁懸浮的高速動態(tài)運(yùn)行模擬實(shí)驗(yàn)，具體工作方式為使懸浮體相對軌道動態(tài)運(yùn)行；開展超導(dǎo)釘扎懸浮的有/無激振、不同轉(zhuǎn)速工況條件下懸浮力、導(dǎo)向力、磁阻力和振動加速度、振動頻率、動態(tài)懸浮間隙位移變化的采集分析實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)人員將4個三軸力傳感器裝夾至裝置的四個輪子上方，用于測量裝置整體在磁懸浮狀態(tài)下所受到的力值大小，傳感器可實(shí)時監(jiān)測試驗(yàn)臺在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的X、Y、Z三個方向的力值，并將數(shù)據(jù)反饋至電腦。我們還具有配套使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其功能可以實(shí)現(xiàn)：1.實(shí)時值以及曲線顯示；2.數(shù)據(jù)存儲。實(shí)驗(yàn)科研人員可以通過后期對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對整體裝置進(jìn)行磁懸浮狀態(tài)下的受力分析。
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