某些鐵磁體及其合金，以及某些鐵氧體在外磁場作用下產生機械變形的現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應或稱焦耳效應。它是由于這些強磁性體內部的磁疇在其自發(fā)磁化方向的長度與其他方向是不同的，在沒有外磁場作用時，各個磁疇排列雜亂，磁化均衡，當有外加磁場時，均衡被破壞，各個磁疇轉動，使它們的磁化方向盡量轉到與外磁場相一致，因而磁性體沿外磁場方向的長度發(fā)生變化。伸縮量一般很小，其伸縮量級約為 10-6 10-5mm。具有磁致伸縮效應的磁性材料有硅鋼片、坡莫合金等。

1.2壓磁效應

磁致伸縮材料在外力(或應力、應變) 作用下，引起內部發(fā)生形變，產生應力，使各磁疇之間的界限發(fā)生移動，磁疇磁化強度矢量轉動，從而使材料的磁化強度和磁導率發(fā)生相應的變化。這種由于應力使磁性材料磁性質變化的現(xiàn)象稱為壓磁效應，也稱逆磁致伸縮效應

壓磁材料受壓力時，在作用力方向磁導率減小，而在與作用力垂直方向磁導率略有增大:作用力是拉力，結果相反。作用力取消后，磁導率恢復原值。其壓磁效應還與外磁場有關。

利用壓磁效應制成壓磁式傳感器，可以用來測量拉力、壓力、重量、力矩和彎矩等物理量。

2壓磁式傳感器

壓磁式力傳感器又稱為磁彈性傳感器，按照其工作原理，可以分為阻流圈式、變壓器式、橋式，應變式等幾種結構形式，其中阻流圈式、變壓器式及橋式應用較多。

2.1阻流壓磁式傳感器

如圖3-33 所示，阻流圈壓磁式傳感器只有一個線圈，這個線圈既作為勵磁線圈也作為測量線圈。給線圈通以交流電，鐵心在外力 F 作用下，其磁導率發(fā)生變化，磁阻和磁通也相應的發(fā)生變化，使線圈的阻抗發(fā)生變化。阻流圈壓磁式傳感器可以用來測量壓力，其優(yōu)點是結構簡單，使用可靠。

2.2變壓器壓磁式傳感器

變壓器壓磁式傳感器有兩組線圈，一組是勵磁線圈，另一組是測量線圈，它們之間通過磁進行耦合。勵磁線圈和測量線圈都繞在壓磁元件上。壓磁元件是由鐵磁材料薄片用膠粘劑粘結而成。圖 3-34 所示為變壓器壓磁式傳感器的工作原理圖。

將硅鋼片沖壓成一定的形狀，中間有四個對稱的沖孔 A、B、C、D，在四個沖孔中繞有兩個正交的線圈A、B 孔中是勵磁線圈，C、D 孔中是測量線圈，它與測量電路相連。在勵磁線圈中通以穩(wěn)定的交變勵磁電流當壓磁元件不受外力作用時，由于鐵心的各向同性，勵磁線圈產生同心圓狀的磁場，其磁力線不與測量線圈交鏈，測量線圈輸出的感應電動勢為零。當壓磁元件受到外力作用后，沿外力的作用方向磁導率下降，而垂直于作用力方向磁導率增大，磁力線便成橢圓形，一部分磁力線通過 C、D 線圈，從而產生感應電動勢。外作用力越大，與 C、D交鏈的磁通越多，感應電動勢越大。

壓磁式傳感器的應用

壓磁式傳感器具有結構簡單、線性好、輸出功率大、抗干擾能力強、壽命長、維護方便、適于惡劣的工作環(huán)境等優(yōu)點，廣泛應用于冶金、礦山、印刷、造紙、運輸?shù)刃袠I(yè)。

1.壓磁式測力傳感器

圖3-35 所示為一種典型的壓磁式測力傳感器結構，它由壓磁元件 1、彈性梁2及承載鋼球 3 組成。彈性梁的作用是對壓磁元件施加預壓力和減小橫向力和彎矩的干擾，鋼球則用來保證力F沿垂直方向作用。當力通過鋼球作用在壓磁元件上，在壓磁元件上的測量線圈中產生與作用力成正比的感應電動勢。

2.非晶帶加速度傳感器

圖3-36 所示為非晶帶加速度傳感器的結構示意圖，非晶帶粘接在支撐臂上，振動塊將非晶帶端部夾緊使其構成一個閉合回路。通過調整支撐臂的距離使非晶帶有合適的預緊力。非晶帶上有一個勵磁線圈和一個測量線圈，勵磁線圈上的交流激勵電流，產生磁場作用在測量線圈上使其產生感應電動勢。當非晶帶未受力時，測量線圈產生的感應電動勢的大小只與回路中的磁感應強度的變化率成正比。當非晶帶受到力的作用，其磁導率發(fā)生變化，使感應電動勢的大小也隨之發(fā)生變化。非晶帶所受到的力與振動塊的加速度成正比，故測量線圈產生的感應電動勢幅值就正比于振動塊的加速度。