压电式多维力传感器研究

针对传统压电测力仪有效测试区域有限、在不同测试位置输出结果不一致、扭矩值获取繁琐的等问题,基于传感器布置方式及石英晶片切型的特点,提出一种采用正八边形晶片的多维力传感器。在理论分析的基础上,通过计算仿真验证了正八边形晶片的设计合理性。对研制的多维力传感器进行了标定实验,标定结果显示:各传感器切向灵敏度高、各向线性及重复性好、向间干扰小,具有良好的测试性能。

主权视角下重要数据治理体系构建——基于压电式理论

重要数据治理是维护国家数据主权安全、建设国家数据治理体系的核心环节,而我国的重要数据治理工作起步较晚,亟需结合国际经验,构建重要数据治理体系,提升国家数据治理能力。通过调研国内外重要数据治理相关理论与政策法规,总结欧美重要数据治理模式,分析我国重要数据治理进展,提出我国重要数据治理中存在的事前、事中、事后风险;在数据主权视角下,构建覆盖重要数据全生命周期、多主体参与的基于压电式理论的重要数据治理体系,提出事前监测、事中响应、事后反馈的重要数据闭环治理链路。

压电式加速度传感器灵敏度对随机振动试验过程控制影响研究

压电式加速度传感器基于内部结构体特有的压电效应,可实现加速度信号转换成对应电荷变化量,广泛应用于振动试验控制与测量领域。作为振动试验控制系统中实时信号采集反馈的重要环节,传感器灵敏度直接决定随机振动试验控制与测量的准确性。本文基于苏试DC-6000-60电动振动台与美国SignalStarDP-760数字式振动控制仪等组成的试验控制系统,研究表明试验控制过程中电荷放大器内传感器灵敏度值设置偏差,控制仪拟合生成的控制频谱曲线表面上符合规定试验条件,但实际已导致航天产品在随机振动试验过程中过试验或欠试验。

压电式传感器与测力仪研发回顾与展望

较系统、扼要地回顾了作者 2 0余年来在压电式传感器与测力仪、压电式执行器等方面的理论研究与产品开发情况 .其中对压电效应的理论研究成果 ,如切向灵敏度分布、石英晶体扭转效应、多种能量间的物性效应等 ,作了比较详细的介绍 .对所研发的压电式传感器与测力仪产品作了宏观介绍 .最后 ,对作者目前在上述领域所做的工作和对未来研究工作的想法作了简要阐述 .

基于压电效应的压电式传感器特性研究

高压铁塔作为输电线路的支撑部件,能够承受输电线路的重量和风力等外力,确保电力系统安全可靠运行,但铁塔在遭受强风、地震等自然灾害或者由于结构老化、材料疲劳等原因,可能发生倒塌,造成人员伤亡和财产损失。针对这一问题,从压电式传感器的压电效应入手,对压电式传感器机理、微观特性及仿真分析等方面进行研究。首先,分析了传感器的测量原理;然后,从压电元件在压力载荷下的应变、压电材料的正负电荷中心偏移、压电元件表面的电荷积累3个方面剖析了压电元件的微观特性;接着,基于COMSOL机电-耦合多物理场进行仿真分析,可直观地观察到不同模态下的应变和电场分布云图,定量地表述了应变和电场之间的关系;最后,从铁塔安全监管的视角,设计了一款基于压电式传感器的安全预警系统,可实现对高压铁塔的全天候实时监测。

压电式小型雨量传感器优化设计研究

研究改进了压电式小型雨量传感器外壳结构,优化了雨量测量系统的电路设计,实现了微弱电荷信号到电压信号的转换,以提高传感器的测量精度。实验结果表明,相较于传统的翻斗式雨量计,压电式小型雨量传感器误差更低,小于3%。优化后的压电式小型雨量传感器在测量精度和稳定性方面均得到了显著提升,研究结果以期为压电式小型雨量计在气象监测和农业灌溉等领域的应用提供可靠和有效的技术支持。

基于压电式深水测振传感器的结构设计优化及应力分析

本文围绕压电式深水测振传感器的结构设计优化及应力分析展开研究。首先,对压电式深水测振传感器进行了简要介绍,并通过建立模型进行结构设计。随后,利用有限元软件对传感器的主要组件及其激光焊接的物理参数进行了深入分析,以确保传感器能够满足深水环境下的耐水压能力。 此外,文中还详细阐述了深水电缆与支撑套管间的压塑包封工艺,并基于黑色氯磺化聚乙烯的材料特性进行了简单计算,验证了其在深水应用场景下的适用性。

压电式加速度传感器在振动测量系统的应用研究

压电式加速度计具有体积小、质量轻、测量范围宽等特点,在振动测量系统中得到广泛应用。分析了压电式传感器作为一种机电换能器,将振动加速度转变成为电量进行测振的具体原理;阐述了基于压电式加速度计构建振动测量系统的总体方案,整个测试系统主要由压电式加速度计、电荷放大器、动态信号分析仪组成,采集所得振动信号可以实时显示、存储、分析和处理。最后,将该系统应用于压路机实际测振进行了验证。

微压电式振动能量采集器的研究进展

给出了微压电式振动能量采集器的基本工作原理和物理模型。按照压电单元结构类型的不同,将其分为单一的直线型悬臂梁、直线型悬臂梁阵列、L型悬臂梁和圆形压电膜,分别讨论了各种类型的微压电振动能量采集器的优缺点。详细介绍了国内外各研究小组研制的微压电式振动能量采集器的结构参数、性能及其应用现状,分析针对目前研究中存在的问题,指出如果能在分析建模、压电结构及压电材料优化方面取得实质性进展,微压电振动能量采集器作为新型供能设备在MEMS系统和低功耗无线传感网络中的应用将会具有更加诱人的前景。

压电式加速度传感器在高冲击环境下的零漂分析

为了抑制侵彻加速度测试中发现的压电加速度传感器零漂现象,减小其对测试结果的不利影响.首先从传感器自身和传感器后续电路两个大方面,分析了测试系统可能产生零漂的各种原因,并且针对引起零漂的原因提出相应的解决措施.然后根据具体测试环境改进设计了抑制零漂的侵彻加速度存储测试系统.通过空气炮实验,与改进前的试验曲线进行比对.试验结果显示,设计采取得的措施很好的抑制了零漂现象.

基于径向基函数神经网络的压电式六维力传感器解耦算法

针对四点支撑结构的压电式六维力传感器线性度差,维间耦合严重的问题,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络的解耦算法。分析了耦合产生的主要原因,建立了RBF神经网络模型。通过对六维力传感器进行标定实验获取解耦所需的实验数据,并对实验数据进行处理。然后采用RBF神经网络优化传感器输出系统的多维非线性解耦算法,解耦出传感器的输入输出映射关系,得到解耦后的传感器输出数据。对传感器解耦后的数据分析表明:采用RBF神经网络的解耦算法得到的最大Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为1.29%、1.56%。结果显示:采用RBF神经网络的解耦算法,能够更加有效地减小传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差,满足了传感器两类误差指标均低于2%的要求。该算法有效地提高了传感器的测量精度,基本解决了传感器解耦困难的难题,

非线性压电式能量采集器

由于非线性技术可使压电式能量采集获得较宽的振动频率和较高的输出电压,本文基于非线性振动研究了一种压电式能量采集器。基于Duffing模型测试得到了非线性压电能量采集器的振动方程,对其振动特性进行了仿真测试。在不同永磁体间距的条件下,测试了非线性压电式能量采集器的开路输出电压,结果表明,当激振台加速度为20m/s2时,该非线性压电式能量采集器的最大输出电压从线性系统输出时的131V提高到208V,最大输出功率为43.264mW,主共振频率变化范围达到18Hz。该Duffing模型的结构可以在小范围内改变非线性压电式能量采集器的共振频率,同时提高其输出电压。

压电式微小驱动器的发展及应用

压电材料的技术进步使压电元件已成为一种新式的驱动元件,受到越来越多的关注。压电驱动器具有很高的位移分辨率以及抗干扰能力,并且控制方法简单,非常适用于微位移驱动,目前已被广泛地应用于国防、生物医学、光电子等诸多领域。该文介绍了压电驱动器、微型机电系统的概念,并对国内外微机械中压电驱动器的发展及应用近况进行了较详细、全面的介绍,同时对比了国内外在本领域的发展现状及差距。

多方向宽频带压电式振动能量采集器研究进展

本文介绍了压电振动能量采集器的工作原理,阐述了振动能量采集器中的单/双晶片、Rainbow型、Cymbal型、褶皱型等几种常见和新研发的压电换能元件的结构形式和相应特点。然后,针对如何提高压电振动能量采集器的环境适应能力,介绍了振动能量采集宽频带和多方向两个研究方向,以及国内外在这两个方面的最新研究进展。着重阐述了压电振动能量采集器的拓宽频带宽度、调整共振频率等宽频带能量收集的实现方法,以及非线性磁力耦合结构、立方体-球结构、蒲公英状结构等多方向能量收集的实现方式。最后,对多方向宽频带压电式振动能量采集器的发展趋势进行了展望。

一种超精密压电式微位移机构研究

针对压电陶瓷输出位移过小的缺点,采用AE0505D16型层叠式PZT器件作为驱动器,柔性铰链作为导向机构,设计了一种超精密压电式微位移机构.该机构输出位移由原来的11 6μm增加到100μm,能够满足许多长行程、超精定位运动的需要.对此微位移机构进行定位准确度测试,将它作为位移补偿装置安装于精密滚珠丝杠副驱动的机床上,机床定位误差由原来的1μm降低到0 01μm,定位准确度得到显著提高.

通过压电式传感器测量振动结构的体积位移

以简支板为例 ,提出一种新的压电式传感器的设计方法测量体积位移 通过在板表面布置一组相同形状的矩形PVDF薄膜作为传感器 ,然后通过对这组PVDF传感器的输出信号设计相应的加权系数 ,使加权后输出信号之和等于体积位移 研究表明这种传感器设计方法与辐射体表面上的外激励力性质 (如激励力类型、频率以及位置等 )

压电式加速度传感器振动信号采集系统

针对变压器产生的振动信号的特征,设计了一种基于压电式加速度传感器的变压器振动信号采集系统。以振动控制台为试验对象,利用此系统对控制台输出的振动信号进行采集,并用快速傅里叶变换对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明:该系统将压电式加速度传感器输出的电荷信号转换成了标准的电压信号,能够准确、实时地采集振动信号,为变压器故障在线监测奠定了基础。

压电式检波器在高分辨率地震勘探中的试验研究

随着勘探地区和勘探目标的复杂化,高分辨率地震勘探得到了快速发展。作为高分辨率地震勘探的源头——高品质地震数据的采集,传统动圈式电磁感应检波器已不能满足要求,于是一种更适合高分辨率地震勘探的地震检波器——陆地压电式加速度检波器的研究受到了广泛重视。从传统动圈式电磁感应检波器和压电式加速度检波器基本结构和工作原理出发,详细分析了两种检波器对振动的响应特性。在同等野外条件下,进行了压电式加速度检波器和传统动圈式电磁感应检波器的采集试验与对比分析,结果表明,压电式加速度检波器固有的宽频带、高灵敏度可以满足高精度地震勘探的需要。

一种用于焊缝检测的压电式特征导波传感器

超声导波检测是近年来发展起来的无损检测新方法,对于焊缝等特征部位检测具有广阔的应用前景,但是目前国内外用于焊缝探伤的专用导波传感器仍不多见。因此,在现有横波探头的基础上,基于特征导波原理,设计了一套适合焊缝检测的激励、接收传感器。经性能测试,所设计的传感器能实现焊缝导波的有效激励和接收,保证所激励模态的单一性和回波信号的高反射率,为导波技术在焊缝无损检测中的真正应用提供了条件。

基于压电式传感器的力矢量测量模型研究

关键器件在受外部冲击或自身调整过程中所受的力矢量关系到控制精度及系统结构设计。力矢量的测量是对力大小、方向和作用点的确定,可根据力的等效原则转化为对所受3个力和3个力矩的测量。根据压电式力传感器的特点,基于静力平衡方程,推导出了3个分力和作用点坐标的求解表达式,确定了合理的传感器数目,建立矢量力求解的数学模型。实验表明,根据该模型研制的压电式力矢量测试系统能实现发动机力矢量测量要求。