К вопросу использования в образовательном процессе разработанного программного обеспечения для исследования акустических трактов магнитострикционных преобразователей перемещений

Статья посвящена исследованиям процессов, возникающих при формировании, трансляции и считывании информационных сигналов в акустических трактах магнитострикционных преобразователях линейных и угловых перемещений. Приводятся математические модели, позволяющие осуществить расчет магнитных полей кольцевых постоянных магнитов и сформированных токовыми импульсами при протекании ими в среде волновода. Для расчета намагниченности волновода был разработан численный метод, позволяющий учесть намагниченность материала волновода в предыдущий момент времени. Также приведены математические модели, позволяющие рассчитать параметры магнитного потока соленоида и выходного сигнала. Математические модели расчета магнитных полей постоянного магнита, разработанный численный метод и математические модели формирования магнитного потока и выходного сигнала были реализованы в разработанном программном обеспечении, используемом в образовательном процессе. Результаты исследований, а также уточненные и разработанные методы расчета магнитных полей и численный метод могут использоваться для исследований магнитострикционных приборов как на этапе их проектирования, так и их эксплуатации, что снижает их конечную стоимость. Также необходимо отметить, что в статье не рассмотрены вопросы, связанные с обработкой выходного сигнала, что предоставляет возможности для дальнейших исследований и дальнейшей модификации программного обеспечения.

1. Хогленд А. Цифровая магнитная запись. М.: Советское радио, 1967. 280 с. / Hoagland A. Digital Magnetic Recording. M.: Soviet radio, 1967. 280 P.

2. Not Just Another Self- Consistent Magnetic Recording Model/ G.G. Hughes, D.S. Bloomberg, V. Castelli, R. Hoffman// IEEE Trans. Magn.- 1981.- MAG-17, № 2.- P. 1192-1199.

3. Computer simulation of high- density multiple transition in magnetic disk recording/ K. Nichimoto, Y. Nagao, Y. Suganuma, H. Tonaka// IEEE Trans. Magn.- 1974.- MAG.10.- №3.- P. 769-775.

4. George D.J., King S. F., Carr A.R. A self-Consistent Calculation of the Magnetic Transition Recording on a Thin Film Disc.- IEEE Transaction on Magnetics, June, 1971, p.240-243.

5. Ивасаки С. Динамическая модель процесса магнитной записи/ С. Ивасаки, Т. Судзуки // Проблемы магнитной записи: Пер. с англ. /Под ред. В.Г. Корольков.- М.: Энергия, 1975.- С. 25-34. / Iwasaki S. Dynamic model of the magnetic recording process/ S. Iwasaki, T. Suzuki // Problems of magnetic recording: Translated from English /Edited by V.G. Korolkov.- M.: Energiya, 1975.- pp. 25-34.

6. Михайлов В.И. Запоминающие устройства на оптических дисках / В.И. Михайлов, Г.И. Князев, П.П. Макарычев. -Москва: Радио и связь, 1991.-224 с. / Mikhailov V.I. Storage devices on optical disks/V.I. Mikhailov, G.I. Knyazev, P.P. Makarychev. -Moscow: Radio and Communications, 1991.-224 P.

7. Расчет электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ/ Александрова М.Г., Белянин А.Н., Брукнер и др.: Под ред. Л. В. Данилов и Е. С. Филиппов. – Москва: Радио и связь, 1983. – 344 с. / Calculation of electrical circuits and electromagnetic fields on a computer/ M. G. Alexandrova, A. N. Belyanin, Bruckner et al.: Ed. L. V. Danilov and E. S. Filippov. – Moscow: Radio and communication, 1983. – 344 p.

8. Слесарев Ю. Н. Исследование аксиальной составляющей магнитного поля кольцевого магнита / Ю. Н. Слесарев, А.А. Воронцов//XX1 век: Итоги прошлого и проблемы настоящего. 2018 №4(44) Том 7, с. 92-96. / Slesarev Yu. N. Investigation of the axial component of the magnetic field of the ring magnet / Yu. N. Slesarev, AA Vorontsov //XX1 century: the results of the past and the problems of the present 2018 №4(44) Vol. 7, p. 92-96. /

9. Jen S. Magnetic and magneto-mechanical vibration properties of non-oriented electrical steel. / S. Jen, Y. Lin, C. Hsu, K. Lin // 2015 IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG). – 2015. PP. 1 – 1.

10. N. Mohan, M. Sachdev, "A Static Power Reduction Technique for Ternary Content Addressable Memories," Proceedings of the IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering (CCECE), 2004.

11. Martyshkin A I. Basic operation principles of associate coprocessor module for specialized computer systems based on programmable logical integral schemes. Journal of Fundamental and Applied Sciences, 2018, no. 10(6S), pp. 1449-1463.

12. Mathematical Modeling of Magnetic Fields of the Permanent Magnets and Solenoids, and Comparing the Results Obtained. Slesarev U.N., Mikhajlov P.G. and Vorontsov A.A. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER) Volume 11, Number 20 (2016) pp. 10338–10342.

13. Vorontsov A.A., Slesarev Yu.N. Mathematical Modeling and Experimental Check of Output Signals of Magnetostrictive Converters of Movement. 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). – 2019. DOI 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867715.

14. Кулинг Х., Справочник по физике: Пер. с нем./ Под ред. Е. М. Лейкина. – М.: Мир, 1983. – 520 с./ Kuhling H., Handbook of physics: TRANS. with it./ Under the editorship of E. M. Leykin. – M.: Mir, 1983. – 520 P.

15. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник. – 9-е изд., перераб. и доп.. – М: Гардарики, 2001. – 528 с. / Bessonov L. A. Theoretical bases of electrical engineering. Electromagnetic field: Textbook. – 9th ed., – M: Gardariki, 2001. – 528 P.

16. Jia Yu. Fatigue Characteristics of Magnetostrictive Thin-Film Coated Surface Acoustic Wave Devices for Sensing Magnetic Field. / Y.Jia, W.Wang, Yu.Sun, M.Liu, X.Xue, Yu.Liang, Z.Du, J.Luo. // IEEE Access. - 2020. - Vol. 8. - P. 38347 - 38354. DOI 10.1109/ACCESS.2020.2976052.

17. Li Yu. High-Frequency Output Characteristics of Giant Magnetostrictive Transducer. / Yu.Li, W.Huang, B.Wang, L.Weng // IEEE Transactions on Magnetics. – 2019. - Vol. 55 (Issue 6). DOI 10.1109/TMAG.2019.2910854.

18. Купалян С. Д. Теоретические основы электротехники. Часть 3. Электромагнитное поле. Издание 3-е, исправленное и дополненное. – М.: Энергия, 1970. – 248 с./ Kupalyan S. D. Theoretical bases of electrical engineering. Part 3. Electromagnetic field. 3rd edition, revised and expanded. – M.: Energy, 1970. – 248 P.

19. Cozzolino J. Magnet engineering and test results of the high field magnet R&D program at BNL. / J. Cozzolino, M. Anerella, J. Escallier, G. Ganetis, A. Ghosh, R. Gupta, M. Harrison, A. Jain, A. Marone, J. Muratore, B. Parker, W. Sampson, R. Soika, P. Wanderer // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2003. - Vol.13, Issue 2, PP. 1347 – 1350.

20. Pradhan S. First Engineering Validation Results of SST-1 TF Magnets System. /S. Pradhan, K. Doshi, A. Sharma, U. Prasad, Y. Khristi, V. Tanna, Z. Khan, A. Varadharajalu, D. Sharma, M. Vora, A. Singh, B. Parghi, M. Banaudha, J. Dhongde, P. Varmora, D. Patel // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2014. - Vol. 24, Issue 3, Art. Seq. Num. 4301904.