美国PCB公司推出新型振动加速度计

近年来,美国著名传感器与仪器公司PCB压电电子接连推出一系列新型振动加速计:高灵敏度加速度计(356A18).内置微电子(ICP),三轴测量,输出电压灵敏度高达1000mV/g,频率范围1～3000Hz.微型剪切式加速度计.352A10型为单轴测量,直径仅5.6mm,重量0.78gm;356A11型为三轴测量,方形设计,长仅10mm,重量4gm.电容式直流加速度计(370A02),其最大特点是可测量(直流)稳态振动和极低频振动.频率范围0～400Hz,灵敏度100mV/g.采用钛合金外壳,防冲击(500g)设计.状态监控加速度计(IM2602型),采用双层结构,不锈钢外壳,可在环境恶劣的工业现场永久性安装,用于状态监控.其电压灵敏度为100mV/g,有宽广频率范围.     

新型谐振式硅微机械加速度计

制作出一种新型结构的谐振式硅微加速度计，其输出频率信号可以克服微机电系统器件输出微弱信号检测的困难、采用双端固定音叉作为谐振器，在加速度作用下，质量块的惯性力通过悬臂梁施加于音叉轴向，利用音叉谐振频率的变化测量加速度．在每个音叉臂上制作了梳齿结构，用梳齿间的静电力激励音叉产生谐振，并利用其构成的电容检测其振动频率．该加速度计采用体硅工艺制作，文中给出了工艺流程、用有限元方法仿真估算，得到传感器的灵敏度约为2／gHz．     

新型模态试验用振动加速度计

新型模态试验用振动加速度计和大多数其他振动传感器相比，压电晶体加速度计具有测量频率宽，动态范围大，自身重量轻等优点，因而在振动测试中得到广泛的应用。压电晶体的输出是电荷，要求输入阻抗很高的电荷放大器作为信号适调。这类压电加速度计称为电荷模式加速度计，...     

某型液压阻尼式隔振器的隔振效果评价

通过振动试验,对某型液压阻尼式隔振器的隔振效果进行评价.通过振动试验台产生正弦振动信号,在0.5～31.5 Hz频率范围内扫频,用两个加速度传感器分别拾取输入、输出加速度信号.运用DASP软件进行数据处理,获得从输入到输出的幅频特性曲线.运用半功率法对隔振器参数进行了估算,并对隔振器隔振效果进行了评价,认为选用该隔振器可行、有效.     

高量程MEMS加速度计灌封后的动态响应

对双悬臂梁高量程MEMS加速度传感器的封装结构进行了1×105g峰值的半正弦加速度冲击载荷下的有限元响应分析。灌封胶弹性模量的变化对加速度计的输出信号(输出电压、悬臂梁的挠度)的影响可以忽略。输出电压曲线的峰值与解析解接近。加速度计的悬臂梁表现为有阻尼下的受迫振动,并表现出悬臂梁的固有频率特性。输出信号的峰值与加速度载荷的峰值均呈很好的线性关系。灌封胶的弹性模量大于4GPa时胶已经足够硬,适宜用于保护芯片。     

双光纤光栅高频加速度传感器的研究

研制了一种新型双光纤光栅加速度传感器,并对该传感器的工作原理和基本特性进行了理论分析,实测表明,这种新型双光纤光栅加速度传感器可在5?2000Hz频率范围内获得稳定的振动信号。这不仅解决了传统悬臂梁FBG加速度传感器难以实现高频振动测量的问题,而且具有温度自补偿、谐振频率高、使用方便等优点,在高频测量中具有广阔的应用前景。     

流致振动激光多普勒测振方法研究

流致振动是导致反应堆零部件失效的重要原因之一,测量获得堆芯狭小空间内复杂条件下零部件流致振动情况对反应堆安全设计至关重要,本文通过实验研究流体介质中物体振动的测量方法和测量精度,探索采用激光测振仪进行流致振动测量的方法.实验采用加速度传感器和激光多普勒测振仪进行了三种不同工况下的对比试验,将激励源给定的振动外加到试验件上,通过计算机采集相关振动信号.实验表明,加速度传感器和激光测振仪测量所得振动速度有较好的一致性,但随着频率的增加,测量相对误差变大.实验表明,进行水环境下振动测量时需要对激光多普勒信号进行水的折射率的补偿修正.     

加速度传感器对重力仪振动补偿效果分析北大核心CSCD

为分析加速度传感器对重力仪的补偿效果,基于NIM-3C绝对重力仪搭建了平台式重力测量实验平台,并用激光测振仪输出信号作为标准信号,通过实验标定了平台式重力测量环境下MSA1000A-02、991B、INV9832-50三种不同型号的加速度型传感器的振动采集性能。实验结果表明,为保证平台式重力测量环境下的重力测量不确定度达到mGal量级,加速度计引入的测量不确定度应在百μGal以内。在平台式重力测量工况下,传感器MSA1000A-02和激光测振仪所测振动(标准信号)的拟合二次项系数极差为2.94μGal,满足平台式重力测量环境的不确定度及带宽等的要求。     

地面反射压测量传感器安装结构模拟实验研究

爆炸场试验中,强烈的高温场、机械冲击和振动等会使冲击波超压传感器产生寄生输出.本文基于冲击和振动对冲击波压力传感器测量的影响,设计了一种用于地面反射压测量的传感器安装结构,并开展了相关的模拟实验研究.通过力锤敲击传感器安装平板,同时得到有该安装结构的传感器和无该安装结构的传感器所测量的数据.对测量数据分别进行时域信号和频率信号比对分析,分析结果表明:该传感器安装结构能有效抑制机械冲击对压力传感器测量的影响,适用于爆炸场冲击波超压测量.     

带惯性力补偿环节的力值测试系统

传统的电阻应变式测力传感器测量动态力时,由于它的等效弹簧刚度、动态质量以及力传递装置的附加质量一起限制了本身的固有频率,因而当被测输入力值的高频分量比较丰富时,就会出现系统的动态质量被激发的情况,从而使整个系统的输出信号不能精确复现输入力值,而产生相当大的动态误差。本文针对国内动态力测试的研究现状,提出了小力值动态测试的惯性力补偿法。方法的实质是:在应变式测力传感器活动端安装一个加速度计,构成一个带补偿环节的新型力传感器。加速度计用来测量载荷瞬变的加速度信号;力传感器用来测量稳态和载荷瞬变时的弹     

加速度均方值与平均振动能量密度的关系

对于弹性结构物采取隔振措施,都有一个如何评价隔振效果的问题。通常是将采取措施前后结构的某个振动量做比较,以此评价隔振效果。那么,这里就有取何种振动量作为测量对象的问题。由于加速度计灵敏度高、频率范围宽、线性动态范围大,而且,加速度幅值与频率两次方成正比,在振动频率大于1Hz时,被测信号较强等优点,所以加速度被广泛作为     

基于磁悬浮技术惯性式振动测量方法研究

磁悬浮球作为质量块实现惯性式振动测量,测量磁悬浮球与测振系统壳体的相对位移即可得到被测振动体的振动参数。由于磁悬浮球不与任何物体接触、无机械摩擦、无机械间隙误差,与传统惯性式振动测量方法相比具有灵敏度高、测量上限频率高,直接输出振动位移信号,通过微加工技术可实现体积小等优点,控制电路还可提供各类所需阻尼函数,但低于10 H z测量频率时需加大测试装置尺寸。在构建磁悬浮球模型及控制系统的基础上,通过对系统的结构和运行参数分析,推导了磁悬浮测振系统动力学方程,并将其等效成表征质量-弹簧测振系统的常系数二阶微分方程,使等效阻尼系数和刚度系数与质量-弹簧系统的参数有一定的对应关系。通过标准激振器产生不同的振动信号,测量结果验证了该方法正确。测试系统灵敏度:986 mV/g,测量频率范围:20 H z~5 kH z。该方法无需粘贴传感器、性价比高、操作方便。     

校准压电加速度计共振频率及阻尼常数的电流冲击法

本文提出一种校准压电加速度计共振频率及阻尼常数的电流冲击法,它是利用压电传感器为双向传感器这一特点来实现的。此法具有如下优点:以电流为冲击信号,其大小及波形易于控制;可在实际应用条件下进行校准;可用通用示波器观察在δ(t)电流信号冲击下、压电加速度计输出电压信号的整个过渡过程。     

电荷放大器滤波设置对加速度计相移测量结果影响的仿真与验证

为了分析电荷放大器滤波设置对加速度计相移测量结果的影响,采用LabVIEW图形化编程语言,仿真计算正弦信号通过不同二阶高通、低通滤波器后的相移偏差测量结果。用激光绝对法振动标准装置测量振动标准套组在不同高通、低通滤波器的相移偏差实验。通过对比实际测量数据和仿真结果,得到结论:在相移测量中,加速度传感器配套使用的电荷放大器高通、低通滤波器截止频率,应根据测量系统的动态特性和实际振动输入信号波形的具体形状和变化趋势来合理选择,以满足振动加速度测量不确定度的要求。电荷放大器的滤波频率,必须在测量结果中说明实际测量时的相应设置。     

减小压电加速度计横向灵敏度的方法

压电式加速度计具有结构简单、体积小重量轻、测量频率范围宽,动态范围大,输出线性好等优点,是一种测量冲击和振动较为理想的传感器,在机床、电机、航空、建筑等部门得到广泛应用。为了减少测量误差及适应各种测试要求,在结构设计上已有多种形式。如中心压缩、倒装中心压缩以及剪切等多种结构。本文只对如何减小单端隔离压缩式加速度计的横向灵敏度并提高这项指标的一次装配合格率谈点自己的看法。     

水下开口腔体流激振动实验与仿真研究

采用实验与数值计算相结合的方法,研究流体流经开口腔时在开口处的压力脉动规律,以及开口腔在压力脉动作用下的振动特性。研究的内容主要有:通过实验和有限元/边界元方法获得开口腔模型在空气中和水中的模态振型以及频率;在开口腔的孔口后缘10毫米处布置一个压力传感器来测量流速对涡脱落频率的影响,通过开闭孔口的方式确认涡脱落的频率分量;使用大涡模拟计算得到不同流速条件下压力传感器对应位置的压力脉动规律,并与实验结果进行比较验证;在开口腔体侧面布置一个加速度传感器来测量不同流速条件下腔体结构振动情况;以CFD计算得到的压力脉动为输入,使用有限元/边界元方法计算得到加速度传感器对应位置处的加速度值,并与实验结果进行对比分析。     

基于电磁激励的SOI-MEMS谐振式加速度计的闭环检测系统(英文)

介绍了一种基于电磁激励方式,采用基于绝缘体上硅的微电子机械系统(SOI-MEMS)加工方法制作谐振式加速度计及其闭环控制电路系统.传感器芯片制作采用的是SOI材料(10μm+2μm+290μm),利用MEMS加工工艺制作.当外界z轴方向加速度作用于加速度计时,加速度计的两根"H"型谐振梁因受到弯曲应力而产生谐振频率的漂移,通过检测谐振梁频率的变化标定加速度的大小.电磁激励检测方式有利于加速度计的最终闭环控制.闭环电路控制系统主要由增益放大部分、自动增益控制(AGC)电路缓冲系统和移相器组成.测试结果显示,当有1g重力加速度作用于加速度计,闭环电路可稳定输出检测正弦频率信号58.958 kHz,与开环扫频结果一致.加速度计的"H"型谐振梁空气中检测Q值约为400,灵敏度可达584 Hz/g.     

曲面保护高量程加速度传感器阻尼特性研究

利用有限元模拟方法,对一种高量程MEMS加速度计进行10万g正弦加速度脉冲下的动态冲击响应分析。首先,建立适用于该器件曲面阻尼的分段近似叠加理论模型;随后,采用ANSYS有限元模拟技术分别研究器件阻尼带隙宽度及其阻尼介质特性对器件动态冲击响应特性的影响。器件动态冲击响应实际上是受迫振动与传感器悬臂梁固有频率振动的叠加。当阻尼带隙较小时,输出结果表现为冲击载荷下的受迫振动响应;随着阻尼带隙变宽,悬臂梁固有频率振动渐突显,响应峰值电压也近线性增加,而峰值电压所对应时间则非线性减小。在其它条件相同情况下,阻尼介质粘滞系数越大,响应输出曲线越光滑,但其峰值电压也相应越低。在空气阻尼介质中,过载保护曲面的平移距离控制在0.5～0.65μm范围内,以获取较好的动态响应效果。     

SOI高g值压阻式加速度传感器与工艺实现

基于SOI技术,利用电感耦合等离子体硅深加工,设计制备了一种新型平面内振动高g值压阻式加速度计.该加速度计包括X轴向与Y轴向单元,采用扇形敏感质量块平板内振动结构.对称的布局方式,有效地消除了灵敏度的交叉干扰,提高了传感器的测量精度.测试系统分析出加速度传感器的灵敏度是1.170 μV/g.研究表明该加速度传感器可实现对量程高达25×104g加速度的测量.     

传感器阵列六自由度振动测试数值积分误差消除方法研究

利用多个加速度计组成的传感器阵列进行复杂振动测试,多组加速度计测试值可求解被测物质心线加速度及相对载体坐标系三轴方向转动角速度。对角速度、线加速度积分可求解被测物任意时刻相对于固定坐标系位置及姿态,达到六自由度复杂振动测试目的。针对积分过程中存在积分误差及随测试时间增加积分误差迅速增大导致速度、位移信号严重偏离实际问题,利用EMD分解获得多组经验模态分量(IMF),据IMF分量频率不同判断出积分误差成分并分离,获得实际积分结果。