基于等效电路模型的超声波电机串联谐振频率识别方法

在超声波电机运行过程中,由于负载、温升等因素的影响,电机的串联谐振频率会发生漂移。为了对电机进行精确控制,需要准确识别并跟踪电机的串联谐振频率。基于超声波电机的Butterworth-Van Dyke(BVD)等效电路模型,提出电机的串联谐振频率识别方法。利用电机端电压和端电流作为反馈信号,对反馈信号进行处理得到差分电压,进而得到电机端电压与差分电压的相位差,并分析了该相位差与串联谐振频率的关系。在此基础上,设计了相应的电路实现方案,制作了电路实物,采用所提出的方法对样机的串联谐振频率进行识别,并用阻抗分析仪测量了样机的串联谐振频率。结果表明:利用所提出的方法识别得到的串联谐振频率与试验测量得到的串联谐振频率相吻合,证明所提出的超声波电机串联谐振频率识别方法的准确性。

一种直接测量压电换能器串联谐振频率和并联谐振频率的新方法

本文提出了一种利用补偿原理直接测量压电换能器串联谐振频率fs和并联谐振频率,fp的新方法一补偿法。在这种方法测量原理的基础上,进行了实际测量,并设计了一种实用的测量电路。采用此方法测量的测量结果与电桥法的结果相符得很好。

锁相环跟踪超声振动系统谐振频率的改进

锁相式频率跟踪超声发生器的频率跟踪范围较小且易出现死锁现象,通常要人为重新启动,系统才能恢复跟踪状态,在应用时会带来麻烦。根据超声振动系统的等效电路研究其阻抗特性,并通过实验绘制换能器特性曲线,分析应用CD4046跟踪串联谐振频率容易造成死锁的具体原因,提出带解锁的频率跟踪系统的方案。实验结果表明此方案有较大的跟踪调节范围与较强的适应负载变化的能力,对超声发生器的具体应用有一定的参考意义。

石英音叉陀螺不同谐振频率点性能分析

分析了石英音叉陀螺驱动端振动速度幅值在3个不同谐振频率点的稳定性。首先根据机电等效理论得出陀螺驱动端的串联支路电流等效于音叉叉指振动速度;然后通过分析串联支路导纳的幅频特性,得到串联支路电流在不同谐振频率点处对频率的敏感度不同;最后针对闭环驱动电路中存在的微小频率跟踪误差,对等效电路进行仿真分析,得出了在串联谐振频率点处对陀螺进行闭环控制将使音叉振动速度幅值波动最小的结论。

石英音叉陀螺最佳谐振频率点的分析与控制

分析了石英音叉陀螺驱动端叉指振动速度幅值在3个不同谐振频率点的稳定性,实现了最佳谐振频率点的控制。首先根据机电等效理论得出陀螺等效电路中串联支路电流等效于音叉振动速度;然后分析了串联支路导纳的幅频特性,得出在串联谐振频率点处音叉振动速度幅值受频率抖动影响最小的结论;但实际求得的谐振频率点与真实谐振频率点之间存在差别。设计移相电路,调整移相电路的阻容值使陀螺工作在不同的谐振频率点,通过比较可以看出在真实串联谐振频率点处陀螺驱动端叉指振动最稳定;调整移相电路的阻容值使其产生3.78°的相移可使陀螺工作在真实串联谐振频率点处。

一种基于调谐频率设计双调谐滤波器的新方法

针对双调谐滤波器的参数设计问题,提出一种基于调谐频率设计双调谐滤波器的方法.利用双调谐滤波器与2个并联的单调谐滤波器阻抗等效的原理,研究双调谐滤波器中串联谐振支路电感、电容和单调谐滤波器谐振频率、电容的关系,从而确定双调谐滤波器串联支路和并联支路的谐振频率.利用单调谐滤波器的谐振频率是双调谐滤波器的零点,确定并联支路的电感,结合并联支路的谐振频率确定并联支路的电容.该方法可以简化双调谐滤波器的设计运算,实例展示了该方法双调谐滤波器阻抗特性曲线,仿真分析表明:依据该方法设计的双调谐滤波器的滤波效果良好.

数字频率合成技术在晶振测量中的应用

对直接数字频率合成技术应用于π网络法石英晶体谐振器的串联谐振频率和串联谐振电阻测量进行了实验研究 ,实验结果表明 ,从 1MHz到 1 2 0MHz的石英晶体谐振器串联谐振频率的测量重复性达到了± 5× 1 0 -7,串联谐振电阻的测量重复性达到了± 5%

双H型石英音叉陀螺驱动信号频率跟踪算法的研究

为提高双H型石英音叉陀螺驱动信号的稳定性,基于DSP设计了一种数字化闭环控制电路,依据双H型石英音叉陀螺在串联谐振频率点处工作时驱动叉指振动的幅度随频率变化的影响最小,通过相位控制实现了驱动信号频率的跟踪,并利用希尔伯特变换产生了一对正交的参考信号用作相位检测.实验结果表明,双H型石英音叉陀螺工作稳定后,驱动信号频率跟踪算法的相位标准差为4mrad,精度达到0.003 4Hz.

π网络分布参数对石英晶体频率测量的影响

采用π网络零相位法测量石英晶体串联谐振频率时,π网络中的分布参数会在π网络中引入相移,从而对石英晶体串联谐振频率的测量精度产生较大影响。采用补偿网络并适当选取补偿器件,比如电阻、电感和电容的串联或并联组合等,可以提高串联谐振频率的测量精度至±2×10-6范围内。实验中使用的电阻、电感和电容都是定值器件,如果全部换用可变器件,则可能更加精确地确定补偿器件并获得更好的实验结果。

基于等效阻抗的蓝宝石超声研磨工艺试验

由力电类比可知:超声研磨加工系统的等效阻抗可反映加工力,且二者呈正相关关系。加工系统的等效阻抗随着加工间隙的增加而减小,该加工间隙为串联谐振频率下工具平衡位置与工件之间的间隙。基于上述理论,采用等效阻抗的控制方法对蓝宝石进行超声研磨工艺试验,探索不同研磨参数对蓝宝石材料去除率及表面质量的影响,并简单对比了超声研磨与普通研磨的区别。结果表明:无论在材料去除率或表面质量方面,超声研磨均优于普通研磨。随着输出电流、阻抗阈值、研磨速度及研磨时间的增加,材料去除率均呈先增大、后减小的趋势,但增大的速度各不相同;表面质量呈先减小、后增大的趋势,且在某处存在最佳值。

一种新的光速测量方法

提出一种测量光在空气中传播速度的全新思路,通过示波器确定串联谐振点导出光速的表达式,并通过实验测出光在空气中的传播速度。

高次泛音比法测定厚度振动机电耦合系数

压电振子低频振动模式的高次泛音易与厚度振动模式的基频相耦合,导致厚度振动的基音串联谐振频率不能精确测量(或无法测量),造成传统泛音比法测定压电振子的机电耦合系数的精度和一致性变差或无法进行测定。为了克服传统泛音比法的这一弊端,提出了测定压电振子厚度振动机电耦合系数的高次泛音比法。此法通过测定3次和3次以上的高次串联谐振频率,用高次泛音比来测定压电振子厚度振动机电耦合系数。实验表明,与传统泛音比法相比,高次泛音比法具有精确度高和一致性好的明显优势。为了便于高次泛音比法的应用,提供了高次泛音比和机电耦合系数的对应表。

基于石英晶体的牛奶加水量测量机理与应用研究

结合石英晶体的压电效应,进一步阐明其测量液体参数的原理,本文提出利用石英晶体对牛奶加水量进行测量,以Matlab软件为计算平台,对实验数据进行分析拟合。结果表明,石英晶体的串联谐振频率变化值与牛奶加水量之间存在确定的函数关系,因此可以用石英晶体来测量乳制品的加水量。

光速的测算方法

光速是物理学中的一个重要参数,不同时代的光学家对此充满了好奇,也对此进行了研究,那么,光速是如何测算出来的呢?本文从四个方面系统介绍了古今中外具有代表性的光速测算方法。

纵向振动换能器低温性能浅析

通过分析纵向振动换能器在低温条件下串联谐振频率和等效电阻参数变化情况以及产生的原因,提出防止在低温试验时损坏纵向振动换能器的措施。

DDS技术在高频石英晶体测试系统中的应用

在此介绍了一种以DDS芯片AD9912作为信号源的高频石英晶体测试系统。AD9912是一款直接数字频率合成芯片。一方面,AD9912内部时钟速度可高达1GSPS,并集成了14位数/模转换器,可以直接输出400 MHz信号;另一方面,AD9912的频率控制字为48位,可以小于4μHz的分辨率输出信号。由于采用了DDS芯片AD9912作为信号源,所设计的石英晶体测试系统能够在20kHz～400MHz范围内测试石英晶体的串联谐振频率。与国内目前普遍使用的基于振荡器和阻抗计测试方法的测试仪相比,该测试系统具有测试频率范围宽、重复精度高等优点。

模块化多电平换流器主回路参数设计

模块化多电平换流器（MMC）将在电力系统中得到越来越广泛的应用，其主回路参数的设计直接影响系统的投资和运行性能。因此研究了MMC主回路中几种重要元件的参数设计问题，包括连接变压器、桥臂电抗器、子模块电容器、IGBT模块等。基于MMC的基本等值电路，提出了连接变压器阀侧空载额定电压的确定方法，论证了阀侧空载额定线电压的取值范围为直流侧电压的（1．00～1．05）／2倍；引入等容量放电时间常数的概念，发现电容电压波动率与等容量放电时间常数之间的关系基本不随具体工程而变，即具有跨工程的普遍适用性，因而可以一般性地给出子模块的电容参数，还分析了以往工程的对应参数，给出了等容量放电时间常数为40ms的推荐值；基于MMC的解析数学模型考察了4种极端工况下子模块功率器件所承受的电压和电流水平，发现子模块功率器件的负载水平会随运行工况的改变而发生巨大变化；引入二倍频环流谐振角频率和相单元串联谐振角频率的概念，提出了桥臂电抗器参数的取值原则，并分析了以往工程的对应参数，给出了桥臂电抗器参数普遍适用的推荐值为相单元串联谐振角频率取电网工频角频率。

电解铝整流供电系统中的无功补偿及高次谐波的抑制

节约能源,必须对电能质量进行提高,而提高电能质量的有效措施即为提高功率因数,加装滤波补偿装置进行有效的无功补偿和消除谐波危害.

低损耗因数MLCC在RF电路中的应用

分析了在RF电路中采用低损耗因数MLCC的优势,讨论了此类电容器的精度、额定电压、电容量、串联谐振频率、等效串联电阻、品质因数、并联谐振频率和功率负荷等技术指标,介绍了它在RF电路中的有关频率特性。提出了在选取和装配过程中应注意的问题,以提高整机的可靠性,达到最佳的性价比。