三角剪切型压电加速度传感器固有频率计算及优化

针对应用于高温环境的剪切型压电加速度传感器,建立了固有频率的计算模型,研究了刚度和几何结构参数对加速度传感器固有频率的影响。研究结果表明:该模型计算结果和有限元仿真结果基本一致。三角支柱的法向刚度对传感器整体刚度的影响最大。中心支柱的几何尺寸对固有频率影响最大,质量块的长宽以及压电片高度对固有频率也有较大影响。优化后的传感器实物样品,固有频率较优化前实现了约20%的提升,符合理论变化趋势。该计算模型和计算结果有助于优化三角剪切型压电加速度传感器。

抗电磁宽频率响应IEPE型压电式振动传感器设计研究

提高IEPE型压电式振动传感器的频率响应测量范围和抗电磁干扰能力是其在航空领域实现应用的关键。在理论研究基础上分别从传感器结构、性能和电荷转换电路等方面进行设计,采用ANSYS有限元仿真软件辅助进行功能分析,并对设计传感器进行功能性能验证,研制出一种灵敏度为10×(1+5%)mV/gn,在5 Hz~25000 Hz宽频率响应范围内灵敏度偏差±10%以内,并具有良好的抗电磁干扰能力的IEPE型压电式振动传感器,满足了航空发动机较低温度振动测量需求。

压电加速度传感器的固有频率计算方法研究

针对压电加速度传感器在工程应用中的特点,从传感器的力学模型出发,建立数学模型,分析了基座、压电片、质量块对压缩型压电加速度传感器固有频率的影响,通过计算和仿真,得出了影响传感器固有频率的一些影响因素与变化规律。计算和仿真结果表明了计算方法的有效性。

石英晶体横向场激励压电传感器的频率温度特性

为分析石英晶体横向场激励(lateral-field-excitation,LFE)压电传感器的频率温度特性,文中在厚度场激励(Thick-field-excitation,TFE)压电传感器计算频率温度系数方法基础上,增加一个电场方向的自由度,推导计算LFE压电传感器频率温度系数的公式,并使用该公式计算常用Y旋转切石英晶体横向场激励传感器的一阶、二阶和三阶温度系数,并将其与不考虑压电效应、厚度场激励的2种情况进行比较。通过计算发现,石英晶体在3种不同情况下的频率温度特性曲线基本重合,AT切和BT切石英晶体LFE压电传感器具有零温度系数。

压电DNA传感器检测模式对频率漂移的影响

利用分子自组装技术将DNA探针固定在石英金膜表面与生物素标记的靶DNA杂交,再结合经40 nm胶体金标记的亲核素,放大检测频率以提高检测灵敏度。靶DNA质量经胶体金放大后,QCM的频率降达到了86 Hz,其检出限可达10 fmol/L。在其检测过程中,分别考察了裸DNA晶片直接检测和晶片组装在底座中检测两种模式。前者由于杂交液扩散和溶液挥发,易造成频率检测不稳定和失真,后者由于避免了溶液扩散和挥发,能有效提高频率检测的稳定性和准确度。

压电晶体化学传感器测量用频率计的研制

采用简单的计数方式设计了定时器和计数器，用单片机系统进行控制，实现了压电晶体化学传感器频率大小的测量和频差的计算，并且将差频通过Ｄ／Ａ转换器变换成电压信号，用以驱动记录仪。该仪器性能稳定、操作简便、价格低廉，已成功地用于二氧化硫和有机物蒸汽测定的压电石英晶体传感器的研制。

扩展压电传感器频率响应范围的方法研究

为了进一步提高压电传感器及其信号调理电路的低频响应能力,扩展压电传感器的工作频带,通过分析压电传感器电荷放大电路的频率响应情况,提出了采用数字滤波器进行补偿的方法。利用对压电传感器标定后获得的输入输出和MATLAB软件设计了FIR滤波器,并将传感器测试系统与滤波器串联来复现原有被测信号。仿真结果表明该方法使压电测量系统的工作带宽得以扩展,进一步降低了整个压电测量系统的低频截止频率,达到了减小动态测量误差的目的。

基于压电基因传感器的DNA计算(英文)

压电基因传感器是一种新型的生物传感器,它把压电传感器的灵敏性和DNA杂交反应相结合.与传统的基因检测技术相比,它具有结构简单、无需标记、检测时间短、检测信号易处理等特点.将它用于分子运算,与常规的DNA芯片相比,它的检测结果更易于进行自动化处理,因此便于构建大规模的分子运算机器.文中在压电基因传感器和新兴学科DNA计算的基础上,给出了解决0-1规划问题新的DNA计算方法,并指出以前两种基于表面DNA计算在解决这一问题时的不足.与以往的DNA计算方法相比其输出的是电信号,因此具有操作易自动化、识别解更方便和高信息量的优点.与使用常规DNA芯片的表面DNA计算相比,使用压电基因传感器进行DNA计算可以克服可行解识别困难的问题.压电基因传感器技术有望成为新的分子运算工具,可作为构建自动化的DNA计算机的基础.

提高压电传感器频率响应特性的实用方法

压电传感器的高频响应特性很好,但其低频响应特性较差,本文分析了压电传感器的高频响应特性,重点讨论了采用电压放大器和电荷放大器的低频响应特性,并提出了改进低频响应特性的一些实用方法。

基于CTD的压电传感器频率特性补偿器

研制了一种以电荷转移器件 (CTD)为核心 ,具有频率特性可随意调节的压电传感器频率特性补偿器。论述了补偿原理、电路设计及其技术难点和相应的解决方法。理论分析与实验表明了该补偿器的有效性、实用性、先进性。

宽频逆压电-光栅电压传感器的性能提高研究

现有的PZT-FBG电压传感器体积小、成本低廉、易加工和易批量生产,已成为目前运用最为广泛的压电材料。采用有限元方法改善PZT-FBG电压传感器的频率特性,通过初步计算谐振频率来选择最优的基本结构。结合仿真计算与实验验证,深入分析了压电模块尺寸参数、待测电压施加方式和压电模块堆叠PZT片数对传感器性能的影响规律。结果表明,对电压传感单元和光信号解调单元同时施加极性相反的待测电压,可以显著提高传感器输出特性的分辨率;PZT堆叠片数的增加能够提高传感器输出特性的分辨率,但也会降低传感器的测量准确度。最后提出相应的传感器传感特性改进方案,可为进一步改进该传感器及其他同类压电陶瓷传感器提供参考。

压电式传感器频率响应特性的展宽

从理论上探讨了压电式压力传感器频率响应特性的展宽原理 ,并利用 BBD器件设计了 FIR校正系统 。

压电式加速度传感器安装谐振频率分析

介绍了YD-1型压电式加速度传感器与CZ-4型磁座构成的磁座安装测振系统的安装谐振频率。给出了磁座安装测振系统受力分析及建立系统力学模型的一般方法,计算了该系统的谐振频率,并就磁座质量及剩磁大小对安装谐振频率的影响进行了讨论。

基于接触面优化方法和整体仿真的压缩式压电振动传感器固有频率优化

振动传感器的固有频率范围决定了工作带宽上限,其固有频率的优化是设计中的重要一项。在压缩式压电振动传感器的固有频率优化中,存在缺少ANSYS的适应性优化方法和缺少整体仿真的问题。针对这2个问题,分析了压电振动传感器的结构和ANSYS有限元分析工具的特点,提出了一种基于ANSYS接触工具和网格分布分析的整体仿真接触面优化方法,优化了ANSYS有限元分析仿真固有频率的精确度。在此基础上开展了不同结构参数传感器的固有频率整体仿真。通过整体仿真,确定了这些参数对固有频率的影响,其中一些参数对固有频率影响与部分仿真的结果并不一致,验证了整体仿真的必要性。研究结果可以指导传感器设计中对固有频率的优化。

压电粗糙度仪及其传感器频率与传输特性测量方法研究

以TR10 0小型粗糙度测试仪为例 ,介绍了两种简单、方便、实用的压电式粗糙度仪及其传感器频率特性的测量方法 :粗糙度标准样板法和微振动台法 .

改进压电传感器频率响应特性的措施

压电传感器的高频响应特性很好,但其低频响应特性较差,本文分析了压电传感器的高频响应特性,讨论了采用电压放大器和电荷放大器的低频响应特性,并提出了改进低频响应特性的方法。

基于云计算的超声波流量传感器设计

目前提出的超声波流量传感器传感能力较差,响应时间过长。为了解决上述问题,基于云计算设计了一种新的超声波流量传感器,对传感器的结构和工作流程进行设计,并引入云计算增强传感器数据计算能力,有效提高超声波流量传感器测量精度。实验结果表明,设计的基于云计算的超声波流量传感器响应时间小于0.01s,测量误差低于3.5%,具有极强的响应能力。

双液隔电极式压电化学传感器的振荡频率特性研究

在双液隔电极式压电石英传感器ＤＬＥＰＱＳ的等效电路模型的基础上建立了双ＥＳＰＳ的振荡方程，导出了ＤＬＥＰＱＳ振荡频率与溶液参数之间的理论关系式，并经实验证实，还对ＤＬＥＰＱＳ与ＳＬＥＰＱＳ的响应性能进行了比较。研究结果表明，随溶液电导率的增加，ＤＬＥＰＱＳ的振荡频率先下降而后上升，且在低电导率溶液中振荡频率与电导率之间有近线性关系；随溶液介电常数、粘度、密度的增加，振荡频率下降。并将ＤＬＥＰＱＳ应用于表面活性剂在石英表面吸附量的现场测定。

压电式传感器频率补偿电路设计

文章介绍了一种压电传感器频率补偿电路,本电路主要由模拟压电传感器电路与其频率补偿电路组成。模拟压电传感器电路以双运放OPA2134PA芯片为核心,主要模拟压电传感器的频率特性;频率补偿电路以单运放THS4001芯片为核心,能够实现对模拟压电传感器电路的频率补偿。本电路为低噪声设计,噪声均方根电压Vn为8mV,保证了电路基本无噪声的干扰,该电路-3dB高频截止频率为100kHz,频率0-70kHz范围内的电压增益A(f)的波动在±10%以内。

新型压电扭矩传感器动态特性研究

用动力学理论对压电扭矩传感器的动态特性进行分析,建立了扭矩传感器的数学模型,并推导出幅值误差的计算公式,指出该压电扭矩传感器不但能测量弹性力矩,且能感知一部分惯性力矩。最后采用冲击响应法对该扭矩传感器固有频率进行了测量,结果表明传感器的固有频率大于12kHz,满足设计要求。