某些铁磁体及其合金，以及某些铁氧体在外磁场作用下产生机械变形的现象称为磁致伸缩效应或称焦耳效应。它是由于这些强磁性体内部的磁畴在其自发磁化方向的长度与其他方向是不同的，在没有外磁场作用时，各个磁畴排列杂乱，磁化均衡，当有外加磁场时，均衡被破坏，各个磁畴转动，使它们的磁化方向尽量转到与外磁场相一致，因而磁性体沿外磁场方向的长度发生变化。伸缩量一般很小，其伸缩量级约为 10-6 10-5mm。具有磁致伸缩效应的磁性材料有硅钢片、坡莫合金等。

1.2压磁效应

磁致伸缩材料在外力(或应力、应变) 作用下，引起内部发生形变，产生应力，使各磁畴之间的界限发生移动，磁畴磁化强度矢量转动，从而使材料的磁化强度和磁导率发生相应的变化。这种由于应力使磁性材料磁性质变化的现象称为压磁效应，也称逆磁致伸缩效应

压磁材料受压力时，在作用力方向磁导率减小，而在与作用力垂直方向磁导率略有增大:作用力是拉力，结果相反。作用力取消后，磁导率恢复原值。其压磁效应还与外磁场有关。

利用压磁效应制成压磁式传感器，可以用来测量拉力、压力、重量、力矩和弯矩等物理量。

2压磁式传感器

压磁式力传感器又称为磁弹性传感器，按照其工作原理，可以分为阻流圈式、变压器式、桥式，应变式等几种结构形式，其中阻流圈式、变压器式及桥式应用较多。

2.1阻流压磁式传感器

如图3-33 所示，阻流圈压磁式传感器只有一个线圈，这个线圈既作为励磁线圈也作为测量线圈。给线圈通以交流电，铁心在外力 F 作用下，其磁导率发生变化，磁阻和磁通也相应的发生变化，使线圈的阻抗发生变化。阻流圈压磁式传感器可以用来测量压力，其优点是结构简单，使用可靠。

2.2变压器压磁式传感器

变压器压磁式传感器有两组线圈，一组是励磁线圈，另一组是测量线圈，它们之间通过磁进行耦合。励磁线圈和测量线圈都绕在压磁元件上。压磁元件是由铁磁材料薄片用胶粘剂粘结而成。图 3-34 所示为变压器压磁式传感器的工作原理图。

将硅钢片冲压成一定的形状，中间有四个对称的冲孔 A、B、C、D，在四个冲孔中绕有两个正交的线圈A、B 孔中是励磁线圈，C、D 孔中是测量线圈，它与测量电路相连。在励磁线圈中通以稳定的交变励磁电流当压磁元件不受外力作用时，由于铁心的各向同性，励磁线圈产生同心圆状的磁场，其磁力线不与测量线圈交链，测量线圈输出的感应电动势为零。当压磁元件受到外力作用后，沿外力的作用方向磁导率下降，而垂直于作用力方向磁导率增大，磁力线便成椭圆形，一部分磁力线通过 C、D 线圈，从而产生感应电动势。外作用力越大，与 C、D交链的磁通越多，感应电动势越大。

压磁式传感器的应用

压磁式传感器具有结构简单、线性好、输出功率大、抗干扰能力强、寿命长、维护方便、适于恶劣的工作环境等优点，广泛应用于冶金、矿山、印刷、造纸、运输等行业。

1.压磁式测力传感器

图3-35 所示为一种典型的压磁式测力传感器结构，它由压磁元件 1、弹性梁2及承载钢球 3 组成。弹性梁的作用是对压磁元件施加预压力和减小横向力和弯矩的干扰，钢球则用来保证力F沿垂直方向作用。当力通过钢球作用在压磁元件上，在压磁元件上的测量线圈中产生与作用力成正比的感应电动势。

2.非晶带加速度传感器

图3-36 所示为非晶带加速度传感器的结构示意图，非晶带粘接在支撑臂上，振动块将非晶带端部夹紧使其构成一个闭合回路。通过调整支撑臂的距离使非晶带有合适的预紧力。非晶带上有一个励磁线圈和一个测量线圈，励磁线圈上的交流激励电流，产生磁场作用在测量线圈上使其产生感应电动势。当非晶带未受力时，测量线圈产生的感应电动势的大小只与回路中的磁感应强度的变化率成正比。当非晶带受到力的作用，其磁导率发生变化，使感应电动势的大小也随之发生变化。非晶带所受到的力与振动块的加速度成正比，故测量线圈产生的感应电动势幅值就正比于振动块的加速度。