曲双如，丁克勤，赵晶亮

（1 中北大学 信息与通信工程学院 山西太原 030051；2 中国特种设备检测研究院 北京 100013）

0 引言

稀土超磁致伸缩材料是20世纪80年代末新发展的新型功能材料，主要是指稀土—铁系金属间化合物。所谓磁致伸缩材料，是指透过对其上变化的磁场的感应而产生形变的材料，而稀土超磁致伸缩材料的磁致伸缩系数比一般磁致伸缩材料高约100至1000倍，实现了磁—电能—机械能的高效转换，具有极佳的运用前景。

在生产生活中对磁致伸缩材料的运用一般原理是将温度，浓度等转化为磁致伸缩材料的应变来测量。已有了电阻应变片法，光杆测量法等等，但都无法避免利用电信号，或者测量方法不够稳定的缺点。这里我们利用布拉格光纤光栅对应变的敏感性来测量磁致伸缩材料的应变。通过磁致伸缩的应变情况可推得磁场的变化[1]。

1 磁致伸缩现象产生机理

磁致伸缩是一个相当复杂的现象，从自由能极小的观点来看，磁性材料的磁化状态发生变化时，其自身的形状和体积都要改变，因为只有这样才能使系统的总能量最小。

磁致伸缩现象产生的机理如图1所示。在居里温度以下，磁性材料中存在着大量的磁畴，由于各个磁畴的自发磁化方向不尽相同,因此在没有外加磁场时，自发磁化引起的形变互相抵消，显示不出宏观效应。外加磁场H后，各个磁畴的自发磁化都转向外磁场H方向，于是产生了宏观磁致伸缩[2]。本实验中用到的是Tb0.3Dy0.7Fe1.95。……