对体积位移传感器的研讨

以不同边界条件的振动梁为例,提出通过分部积分方法设计特定形状的PVDF薄膜测量体积位移。这种分部积分方法得到的PVDF传感器形状不但与外激励力的性质（如激励力类型、位置以及频率等）无关,而且不需要振动梁的模态信息。研究表明,可以把振动梁的边界条件分为两类,即一端固定一端任意和两端位移为零,对于每一类边界条件可以用一种特定形状PVDF传感器测量其体积位移。     

对体积位移传感器的讨论

以不同边界条件的振动梁为例,本文提出通过分部积分方法设计特定形状的PVDF薄膜测量体积位移。这种分部积分方法得到的PVDF传感器形状不但与外激励力的性质（如激励力类型、位置以及频率等）无关,而且不需要振动梁的模态信息。研究表明,可以把振动梁的边界条件分为两类,即一端固定一端任意和两端位移为零,对于每一类边界条件可以用一种特定形状PVDF传感器测量其体积位移。     

基于PVDF压电传感器测量振动结构体积位移

控制振动板结构的体积位移是降低结构总声功率的一种有效策略。本文以工程常见四端位移为零的振动板为例，提出一种新的压电式传感器的设计方法测量体积位移。利用正弦函数展开近似表示固定板振动位移，通过设计特殊形状的PVDF压电薄膜，使PVDF输出信号为所需要的振动结构体积位移。结果表明这种体积位移传感器不仅适用四边简支、四边固定以及介于两者之间的边界条件板结构，而且作为一种误差传感器测量振动结构体积位移是可行的。并对实验数据进行了分析比较。     

《声频声学测量技术原理》介绍

由国防工业出版社出版,齐娜、孟子厚编著的《声频声学测量技术原理》系统地介绍和讲解了声频声学测量技术领域内常用测量方法的原理,重点论述了测量误差理论、测量系统动态分析、测量传感器理论、声学测量传感器原理、传声器和扬声器特性测量方法原理、噪声与振动测量方法原理、室内声学测量方法原理、吸声材料特性测量方法原理、声强与声功率测量技术原理、扩声系统声学特性测量、阵列测量等内容。     

通过PVDF传感器测量振动板结构的声辐射模态伴随系数

基于声辐射模态理论进行ASAC控制系统中的一个重要内容就是获得声辐射模态伴随系数。以简支板为例,设计了一种新的PVDF(POLYVINYLIDENE FLUORIDE聚偏氟乙烯)压电传感器,用来测量板的前3阶声辐射模态伴随系数。由仿真计算结果表明,在中低频率,测量第一阶声辐射模态伴随系数时,只需要在板布置两条PVDF传感器即可;测量第二、三阶声辐射模态伴随系数时,可在板上布置多条传感器能得到比较精确的结果。同时PVDF传感器测量的结果与理论相符,说明这种新型PVDF压电传感器的设计是可行的。     

一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器

提出了一种采用PVDF压电薄膜代替弯张换能器的金属外壳的新型弯张换能器,即一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器。用阻抗分析仪、激光扫描测振仪和水声测量系统分别测量了采用PVDF压电薄膜的弯张换能器的谐振频率、带宽、发送电压响应、水平指向性。通过对比分析实验结果,可以看出该新型换能器与传统换能器一样可以将压电晶堆纵的振动转化为壳体的径向振动。     

光纤激光多普勒横向位移传感器

介绍了一种光纤式激光多普勒横向传感器，被测位移和光束方向垂直。该系统采用双通道比相测量方法，消除了低频噪声并且直接得到相对位移量，可以测量从静态到２０ｋＨｚ的振动。文中给出了理论分析和实验结果。     

相对振动加速度、速度和位移的新测量方法和装置的研究

本文提出了用传感器的叠加组合,构成复合式传感器的新的相对振动测量方法和装置。提出了“桥路叠加原理”用于相对加速度测量的方法和“电势串联叠加原理”用于相对速度和相对位移的测量方法,并介绍了相应装置。 本方法的思路可推广到二维和三维合成振动和力的叠加、压力差等各种力学参量及其他形式相对参量的测量。     

振动固定板结构体积位移的获取

在低频时控制振动板结构的体积位移是降低结构总声功率的一种有效策略.提出一种阵列式压电式传感器的设计方法测量固定板体积位移.通过对PVDF传感器阵列输出信号设计的加权系数,使PVDF传感器阵列输出信号为相应结构体积位移.结果表明这种阵列式PVDF传感器的加权系数与施加在振动板表面的外激励力性质(如激励力类型、位置等)无关.并且分析了影响阵列式PVDF传感器的各种因素及其适应性.     

基于隧道效应的纳米级振动检测及补偿

微振动是提高纳米测量精度的主要障碍，为了减小微振动在STM测量中的影响，需要对微振动进行隔离和检测．因此，抗振、隔振及振动补偿技术成为了纳米测量领域的一大分支．设计了基于隧道效应的纳米级振动传感器，该传感器具有很高的灵敏度和分辨力，并用设计的振动传感器进行了纳米级振动检测试验．在隧道状态下．观察隧道间隙对外界微振动的响应情况，并用测量结果实时对STM测量进行补偿．结果表明，基于隧道效应的测振传感器具有很好的响应特性和良好的幅频特性，并且可以进行STM的振动补偿．     

方波激励的无铁芯多分段电感位移传感器

传统的差动变压器式电感位移传感器存在着铁芯惯量大、线性范围小、对正弦波激励电源的品质要求高、正弦波发生及传感信号提取电路复杂等问题。本文提出了一种具有多抽头螺管线圈和轻质滑环结构的电感位移传感器 ,取消了铁芯 ,采用方波激励 ,由简单的运放电路合成传感信号 ,并利用传感器自身提供的温度信号进行温度补偿 ,克服了传统差动变压器存在的问题。实验结果表明 ,这种传感器具有优良的综合性能     

通过PVDF阵列测量阶梯梁体积位移的实验

以阶梯梁为例,通过一组阵列式压电薄膜(Polyvinylidene fluoride,PVDF)测量阶梯梁的体积位移。在梁表面均匀布置一组相同形状的矩形PVDF阵列,通过测量PVDF与激励力之间的频率响应函数,然后利用伪逆方法结合截断奇异值法(The truncated singular value decomposition,TSVD)设计这组PVDF阵列的加权系数,从而得到阶梯梁体积位移。实验结果表明,该方法能够准确测量到阶梯梁的体积位移,具有不需计算结构模态、附加质量小、与激励力位置无关等优点。     

利用PVDF阵列测量结构曲率模态的实验

提出利用PVDF阵列直接测量结构曲率模态。在振动梁表面均匀布置一组PVDF压电薄膜,测量结构在外加点激励作用下的动态响应,得到频率响应函数,进而通过模态软件对数据进行分析,得到其曲率模态。数值分析和实验结果表明：利用PVDF阵列可以有效地测量得到结构的曲率模态,且方法与激励力位置无关。由于方法操作简便,PVDF压电薄膜附加质量可忽略不计,与常规通过模态振型计算曲率模态的方法相比具有明显优越性。     

Fiber Bragg grating displacement sensor for movement measurement of tendons and ligaments

Biomechanical studies often involve measurements of the strains developed in tendons or ligaments in posture or locomotion. Fiber-optic sensors present an attractive option for the measurement of strains in tendons and ligaments because of their low cost, ease of implementation, and increased accuracy compared with other implantable transducers. A new displacement sensor based on a fiber Bragg grating and shape memory alloy technology is proposed for the monitoring of tendon and ligament strains in different postures and in locomotion. After sensor calibration in the laboratory, a comparison of the fiber sensors and traditional camera displacement sensors was carried out to evaluate the performance of the fiber sensor during the application of tension to the Achilles tendon. Additional experiments were performed in cadaver knees to assess the suitability of these fiber sensors to measure ligament deformation in a variety of simulated postures. The results demonstrate that the proposed fiber Bragg grating sensor is a highly accurate, easily implantable, and minimally invasive method of measuring tendon and ligament displacement.     

任意边界梁的声辐射模态伴随系数测量

声辐射模态伴随系数的获取是基于声辐射模态理论进行ASAC控制中的重要环节。该文在声辐射模态理论及一维分布式压电传感器方程基础上，以Fourier级数展开的方法，给出了梁结构PVDF传感器形状与边界条件无关的设计方法。由此得到的传感器可以用于任意边界条件与任意速度分布，拓宽了其应用范围。并以简支梁、固定梁和悬臂梁为例，测量得到了各自的第一、二阶声辐射模态伴随系数。并对实验数据进行了分析比较。     

基于数据融合和小波分析的结构损伤诊断

基于数据融合和小波分析理论，提出一种新的结构损伤诊断方法。采用改进的一致性算法融合多传感器的测量数据，克服了一致性算法中两传感器在测量精度不同时置信距离不同的缺点，对支持矩阵进行模糊化处理，避免了人为定义阈值而产生的主观误差。利用小波分析的降噪和多尺度分辨能力对多传感器的数据进行分析处理，从而对结构损伤作出诊断识别。通过数值算例，验证了该方法可以充分利用所有传感器的有效信息，能够在部分传感器性能降低（如受到噪声影响），甚至是完全失效的情况下，对结构损伤作出正确诊断。     

车辆轮对落轮在线非接触自动检测设备

研制出一种新的车辆轮对落轮非接触自动检测设备。该设备利用 CCD, PSD 型激光位移传感器、涡流传感器以及数据采集系统完成轮对相关尺寸的数据信号采集,并由工控机对各数据进行融合处理,实现轮对左右两轮饼近十个参数的非接触精确测量。现场使用表明,该设备的测量精度优于±0.1mm 。     

位移传感器校验装置的研制

为解决大量程位移传感器检定过程中,传统人工手动检定法操作复杂、耗时长、测量准确度低的问题,研制了大量程位移传感器自动校验装置。详细介绍了该装置的硬件组成和软件设计,并阐述其创新特色。利用该装置对LVDT位移传感器进行校准,并对其测量不确定度进行评定。试验证明,该位移传感器校验装置测量准确度高、运行稳定性好,可有效提高检定效率,能够替代人工对位移传感器进行自动化检定,具有重要技术借鉴意义。