作品申报书(范例)

1编码：山东省第四届大学生物理科技创新大赛作品申报书作品名称：应用于磁致伸缩材料的磁致伸缩特性测定仪学校全称：中国石油大学（华东）申报者姓名：郭敏强指导教师：??????、??????类别：B类□实验方法研究（A类）√自制实验教学仪器（B类）□物理量智能化测量技术（C类）□实验模拟与仿真（D类）□实物类（E类）山东省第四届大学生物理科技创新大赛组委会制2012年3月2申报者情况申报者情况姓名郭敏强性别男出生年月1992年11月21日学校全称中国石油大学（华东）专业应用物理学现学历本科年级2009级学制4年通讯地址山东省青岛市黄岛经济技术开发区长江西路66号联系电话**********合作者情况姓名性别年龄学历所在单位穆伟平男23在读本科中国石油大学（华东）刘慧男24在读本科中国石油大学（华东）杨斌男22在读本科中国石油大学（华东）指导教指导教师情况姓名***性别*年龄**职称***单位******************联系电话************3情况和见对作品的真实性以及作品的意义、水平等评价一、作品的真实性该测定仪是在调研文献的基础上，充分利用普通物理实验所学的相关知识和物理实验中心现有的实验设备，发挥自主创新能力，独立改装设计实验，巧妙地将三项实验（惠更斯电桥法、电阻应变片法、相关量代换法）中的测量技术、测量思想有机结合在一起，完成了仪器的物理理论部分。新的测量方法从一个全新的角度精确、简洁地完成了磁致伸缩系数的高精度测量，既有利于学生更好地掌握实验的精髓，培养创新思维，也有利于物理实验教学，降低了实验室维护成本，为实验室建设提供了新的思路。该测定仪依托于上述理论，结合电工电子学相关知识，原理结构清晰，设计方案合理，实验方法新颖，具有较高的创新性，适合于在实验室推广的同时也满足了一定的实际需求，有效解决传统实验中存在的诸多问题的同时简化了测量过程。二、作品的意义磁致伸缩材料是重要的能量与信息转换功能材料。对磁致伸缩材料进行研究，最为基础和关键的工作就是对静态磁致伸缩性能的测量，即对磁致伸缩系数的测量。这种材料可将电磁能（或电磁信息）转换成机械能或声能（或机械位移信息或声信息），也可以将机械能（或机械位移与信息）转换成电磁能（或电磁信息），是重要的能量与信息转换功能材料。该磁致伸缩测定仪的成功研制，减小了体积，降低了实验成本，可移动性、可携带性加强，其将对声纳的水声换能器技术、电声换能器技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术、阀门、泵、波动采油等高技术领域产生影响，具有较广泛的应用前景。三、作品的水平该磁致伸缩仪是在调研了大量市场相关仪器的基础上，结合实验中所做出的新理论，制订了实施性较强的方案。理论部分为将长度测量转化成电阻和检流计偏转值的测量，并利用整体代换等思想推导获得了用检流计偏转值计算磁致伸缩系数的计算式。该测定仪结构紧凑简单、测量简洁快速、操作方便、精度较高，达到了一个试验测定仪所追求的效果。随着铁磁材料特性研究的不断发展，磁致伸缩效应在工业传感器技术中的应用也不断得到发展，该测定仪对磁致伸缩系数的测量不仅能使人们在教学上获益，也能够推动磁致伸缩效应在检测技术、工程工业及其他方面中的应用。申报者所在学院审核意见年月日4申报作品情况（由申报者本人填写）作品全称应用于磁致伸缩材料的磁致伸缩特性测定仪展示形式及实物尺寸□软件；√实物及尺寸：作品设计的目的和基本思路（相关资料作为附件，例如研究报告、实验数据、外观图、鉴定证书和应用证书等）一、设计的目的1.解决传统实验室和市场上磁致伸缩测试仪器均为大型专业设备，体积大、读数误差较大、操作复杂、价格昂贵等问题，设计制作新的测量仪应用于实际测量，在实验室做进一步推广；2.用新测定仪器，通过非平衡电桥和电阻应变片实现铁磁质磁致伸缩系数λ的高精度测量，同时提高实验效率；3.解决超微弱信号在实验室和工业测量中的应用；4.以研究为契机，进一步实现整套磁致伸缩材料物理学性能（如磁致伸缩系数λ，磁滞回线，磁阻随磁场的变化关系等）的研究；5.使磁致伸缩测量不仅能使人们从教学上获益，也能够推动磁致伸缩效应在检测技术、工业传感器技术、能量与信息转换功能材料、换能器技术、海洋探测技术、微位移致动、智能机翼、机器人等高技术领域得到应用。二、基本思路针对实验室及工业中对磁致伸缩系数测量存在的诸多问题，进行逐一解决，基本步骤如下：1.通过参研大量国内外文献资料及市场上相关仪器的状况和存在的问题，借鉴成功的案例，提取足够的实验前期准备，制定出最佳、最合理的实验设计方案。2.运用已经成功验证的物理理论原理，将测量磁致伸缩系数λ的核心部分有效地结合到电子元器件电路中。3.将物理原理、电子器件所能达到的测量范围、实际中存在的影响因素结合到一起，全面综合考虑，对设计方案进行试验。4.分析仪器测量数据和实验室中组合电路的测量数据，做出合理的分析解释，并对该测定仪的适用范围进行限定。5.对电路中所有单片机程序进行调节，使其与硬件部分完整结合，同时考虑方案进一步的简化浓缩，使其同时实现自动和手动两种测量功能。5作品的创新点、技术难点和实际应用情况一、创新点1.该测定仪的理论新方法改变了传统磁致伸缩仪器计算复杂、体积庞大、价格昂贵和读数误差大的缺陷，实现了结构紧凑简单、测量简洁快速、操作方便、结果精度较高的效果，只须在检验定标之后直接将待测材料置于磁场中，数码管显示出新方法中所需的压差数值即可，达到了一个试验测定仪所追求的效果。2．该测定仪运用AD524放大器、滤波模块和16位AD模块ADS7825P实现了实验中直流复射式检流计的功能作用，达到了高精准测量的效果，有效地解决了实验测量中的核心问题。3．该作品在一定程度上解决了当前实验仪器研究中存在的超微弱信号极难测量和稳定的问题，为以后的相关研究提供了范例，可用于实际测量，在实验室可作进一步推广。二、技术难点1.在磁致伸缩材料表面径向粘贴电阻应变片，要求粘贴的电阻应变片能与材料伸缩形变同步增减。2.由于在1-30mT励磁场下引起应变片的电阻变化量极小，那么对于该测定仪实现超微弱信号的测量成为首要难点和重点。3.该测定仪减少了组合电路测量实验中电阻箱须加以校准的步骤，却增加了器件产生噪声，信号手干扰程度大不稳定，计算机所能识别的数据位数有限制等难题。4.在实验中的测量转化到电子器件中时，不能实现一对一的配置，需经过不断的需求值转换，需要不断地分析引入量对整个测量系统的影响程度。5.制作过程中器件结合在一起时极容易损坏，需不断的分析每个模块、管脚、电路端口的电压值和整体影响效果，来确保下一步实验测量的实现。三、实际应用情况1.该测定仪对磁致伸缩系数测量，结合材料的组成、种类和外施磁场的大小等因素有关，可用在研究应用领域中；2.该测定仪对磁致伸缩材料的物理学性能的测定，可以拓宽其应用领域，为今后的纵向研究奠定基础；3.磁致伸缩材料是重要的能量与信息转换功能材料，测定仪对其性能的研究，一定程度上可发掘出材料的潜在使用价值；4.该测定仪是在完成了普通物理实验教程的基础上设计并提出的，它结合了物理实验中所学的相关知识，立足于实验室的需求，适合于在实验室推广使用，也适合实际应用；5.将改进后实验装置和方法应用于实际测量后，精度高、工作稳定，结果显示：新的装置和方法简化了测量过程，提高了测量结果的准确度，而且该技术可以用来比较准确地检测各种磁致伸缩材料的磁致伸缩系数，满足检测技术及其他方面中的应用；6.后期将尝试将其用于水下通讯、制导、捕鱼、油井及地质探测等，其它方面应用包括阀门控制、精密车床、机器人、蠕动马达、阻尼减振、延迟器及传感器等方面。6其他说明1.在威海举行的山东省第三届物理科技创新大赛“磁致伸缩材料物理学性能新型测定方法的研究”获得一等奖；2.在实验的基础上已撰写出《磁致伸缩系数测定新方法的研究》论文一篇，已被中文核心期刊《实验室研究与探索》录用，定于2012年12月发表；3.对于所做出的新测量方法，申请国家发明专利“一种测量磁致伸缩系数的新方法（专利号2012101216377）”一项，已经受理，并且初步审查合格，进入实质审查阶段。4.本实验装置和测量方法已应用于实际测量，结果显示装置性能较好，能达到预期效果；5.该仪器申请国家实用新型专利“应用于磁致伸缩材料磁致伸缩系数测定仪（专利号2012202741796）”并已经受理；6.该试验测定仪的研制受国家级大学生创新试验项目“磁致伸缩材料物理学性能测定新方法的研究（项目编号111042559）”的依托进行。评审委员会意见组委会秘书处资格审查□通过审查□未通过审查审查人（签名）年月日评审小组成绩小组内排名：得分：组长（签名）年月日评审会终审建议□特等奖□一等奖□二等奖□三等奖□未获奖主任（签名）年月日7编码：山东省第四届大学生物理科技创新大赛作品申报书作品名称：应用于磁致伸缩材料的磁致伸缩特性测定仪学校全称：中国石油大学（华东）申报者姓名：郭敏强指导教师：张亚萍、刘彦民类别：B类□实验方法研究（A类）√自制实验教学仪器（B类）□物理量智能化测量技术（C类）□实验模拟与仿真（D类）□实物类（E类）山东省第四届大学生物理科技创新大赛组委会制2012年3月8目录第一章作品研究综述...................................................................................................91仪器制作项目简介..................................................................................................................91.1团队简介...............................................................................................................................91.2项目小结.............................................................................................................................102仪器研究背景和目的............................................................................................................103当前国内外同类课题研究水平概述....................................................................................113.1国外稀土磁致伸缩材料的应用现状..................................................................................113.2国内稀土磁致伸缩材料的应用现状..................................................................................133.3现阶段市场上存在的仪器..................................................................................................13第二章磁致伸缩系数测定仪制作说明.....................................................................151仪器制作原理........................