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本论文研究工作得到高等学校博士学科点专项科研基金(20060561003)、广东省自然科学基金(06025670)和中国博士后科学基金(2005037579)的资助。
首先,介绍了与本文相关研究内容的国内外研究现状,提出了本论文的研究目标及总体研究内容,并指出试验技术在传感器研究过程中起到非常重要的作用;以课题组前期开发开的一种新型磁流体惯性传感器为基础,分析磁流体新材料独有特性对新型磁流体传感原理及性能技术指标影响,指出确定二阶浮力为该惯性传感器正常工作的核心技术;通过研究永磁体在充满磁流体密闭容器内的受力模型,分析影响永磁体在磁流体内实现自悬浮的诸多因素,确定二阶浮力试验关键因素包括:永磁体材料、直径D、长度L、磁流体性能参数与环境温度,探索性地将不等水平正交试验法用于二阶浮力试验设计;基于数据处理采用方差分析法得到各个因素影响的显著性顺序,给出永磁体在最佳试验条件下的悬浮高度工程估计值,绘制永磁体在磁流体内的悬浮高度与诸因素的关系曲线;为了精确测得永磁体在磁流体内的悬浮状态,提出一种有效消除各种测量误差的正反两侧差动超声检测法,能间接准确的反映永磁体的悬浮状态,并对测量结果进行了不确定度评定;运用永磁体在磁流体内受力模型及永磁体空间磁场分布,解释了同外径实心圆柱体与空心圆柱体在磁流体内悬浮高度的差异,并从整个悬浮系统遵循能量最低原理的角度出发,合理论证了薄盘形永磁体与长圆柱形永磁体在充满磁流体密闭容器内的稳定悬浮状态。
相关试验表明,永磁体材料、尺寸及磁流体性能参数显著影响永磁体在磁流体内的悬浮高度,其显著性影响顺序依次为:磁流体性能参数、直径D、长度L与磁流体磁化强度。