压电薄膜微传感器的动态特性分析

论述了压电薄膜微传感器的结构和工作原理,应用有限元方法对压电膜微传感器进行了动力学分析。利用有限元软件ANSYS7．0对压电薄膜微传感器结构的振动模态进行了仿真,并拟合了感应电压和动态外力幅度、频率以及结构几何参数之间的关系,这些分析为此类微传感器的设计提供了理论依据。     

压电传感器在超声振动系统中的设计与应用

将压电原理用于实现超声振动系统的频率自动跟踪，在振动系统设计中加入压电传感片，压电传感片跟随系统振动，并产生感应电压，谐振时，感应电压达到最大值，搜寻感应电压最大值就能实现频率自动跟踪，压电传感器的设计可以采用四端网络法，该方法简单实用，为达到最佳灵敏度，应该尽可能让压电传感器靠近振动系统节面位置，压电传感器设计简单，实现容易，跟踪精度高，并且稳定可靠，还能同时用于实现对刀具有安全保护功能。     

PZT压电式微传感器的结构优化

压电式微传感器的灵敏度除与悬臂梁的尺寸、加工工艺和压电材料本身有关外,还与悬臂梁的截面形状有关。讨论了PZT压电式压力微传感器的灵敏度与悬臂梁变截面长度和偏转角度的关系,给出在给定外力F和压电材料用量的前提下,建立含有约束的数学优化模型,并用遗传算法计算出最优变量值,使产生的感应电荷最大,从而提高微传感器的灵敏度。     

悬臂梁压电发电技术研究

为了进行压电陶瓷材料发电性能测试与研究．研制了一套悬臂梁压电振子发电系统。设计了悬臂梁压电振子,在加速度2．5m／s^2、频率64Hz振动条件下,利用ANSYS进行了仿真。研究结果表明,该压电悬臂梁发电装置能输出85μW的功率,可以满足无线网络传感器工作的需要。     

火车轮裂纹检测传感器的研究

火车的车轮在高速行驶的过程中，由于受到各方面力的作用，可能会产生裂纹，需要对其进行检测。本文从声发射的机理出发，一步步阐述了一种新型的声发射传感器——火车轮裂纹检测传感器设计的原理，同时给出了其中内置的前置放大器的设计原理及结构图。传感器使用固体材料作为传感器的传播介质，用新型的压电材料作为敏感元件，提高了灵敏度。     

军、民用车载电子设备压电式自适应隔振技术研究

将车载电子设备在车辆行驶过程中的运动视为支承不规则运动所引起的强迫振动,以新型压电材料所具有的双向压电特性为基础,将压电材料分别作为传感器和隔振作动器,并结合相关数值分析方法,对车载电子设备自适应隔振技术进行分析研究。     

复合盘压电超声换能器的径向振动频率方程

提出并研究一种复合盘压电超声换能器的径向振动特性。依据机电类比原理,建立复合系统的径向振动等效电路,并推导出其径向振动频率方程。数值计算表明,当换能器半径比一定时,对给定材料换能器径向共振频率与压电晶片直径的积为常数。此外,径向复合换能器不满足传统的“半波长”级联规律,必须进行整体设计。作为算例,给出常用材料钢、铝和钛与PZT-4复合压电超声换能器的径向共振频率常数与其半径比的拟合关系曲线。试验加工两个径向复合压电超声换能器,并测定其共振基频。结果表明,换能器谐振频率误差小于3%,能够满足工程应用需要。     

基于建筑变形监测的高性能压力传感器的仿真研究

为了实现高精准、实时性的建筑变形监测,设计建筑内嵌式柔性微型压力传感器模型,并通过结构优化逐步提高其对建筑物内应力信号的传感灵敏度与传感精度。利用COMSOL仿真软件构建基于PVDF压电式微型压力传感器有限元模型,通过对传感层进行表面微结构与体内孔隙修饰等方法改进器件结构,以此提高压电传感层的应变能力。研究结果表明,相比于传统平面传感层器件,其压力传感性能获得大幅提升,其中压电势传感信号增强490%,传感器灵敏度提升676%。最后,构建阵列化压力传感器模型,并通过优化结构提高传感器阵列对力学信号响应的空间分辨率,这有助于精准探测建筑物内应力的爆发位置与扩散路径。     

基于气体激励的压电俘能技术及其在气动系统中的应用与展望

气动技术正朝着智能化、无线化的方向发展,越来越多的智能传感器引入到气动系统来实现监测与反馈,因此实现传感器长期稳定的供能是当前气动系统亟待解决的关键问题之一。研究表明,利用压电材料可产生毫瓦级的电能输出,能量级数可以满足低功耗传感器的能耗需求,因此该技术有望作为一种新型的供电技术为电池续航,使低功耗传感器长时间稳定地工作。基于此,介绍了压电能量收集技术的起源,气体激励下的压电俘能器结构与研究现状,以及气动系统压力能转化为电能的相关工作。研究结果表明,压电材料可以将气体压力能直接转化为电能,其单片最大输出功率接近10 mW,通过对电能的整理与存储可使气动系统中磁性开关正常工作。该技术可增大电池的使用寿命,甚至将来或可成为气动系统低功耗传感器能量的主要来源。     

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。     

MEMS研究的新进展——微型系统及其发展应用的研究

简要叙述了微电子机械系统(MEMS)研究中的多单元综合体--微型系统,包括它的种类、结构、工作原理及相关的特性。对其应用前景作了讨论,并提出了一些超前的设想     

印染污水的资源化处理工艺与设备

以＂2 000 t印染污水资源化成套设备＂为例,从需求背景、系统方案、控制系统等方面介绍了基于反渗透膜的印染污水再生处理技术、工艺与设备。该成套设备占地面积小、投资少、运行费用低,目前通过建设＂杭州湾新区印染污水资源化示范园＂实现了产业化推广应用。     

数控手工编程中的尺寸和基点坐标及CAD查询法

数控手工编程中的数学处理，通常有尺寸的求解和基点(或节点)坐标的求解，基点坐标的求解方法有作图计算法(也称几何作图法)、代数计算法、平面几何计算法、三角函数计算法和平面解析几何计算法等。而用CAD绘图并采用查询法求基点坐标，可省去许多计算的繁琐。     

Status and prospects of micro- and nanoelectromechanics

Micro-electro-mechanical systems (MEMS) are devices that display the most intense development in modern microelectronics. At the moment, however, the majority of electronic engineers and users of hi-tech devices do not possess sufficient general information about this new direction in microelectronics. The present paper describes the current status of this direction, numerous possible applications, and prospects of its further development, including the transition to the nanometer range and creation of nanoelectronic elements. Specific features of operation of some particular MEMS devices, their characteristics, and areas and scales of applications are considered.     

精密小孔的加工和测量

精密小孔的加工越来越多,精度要求也越来越高.而精密小孔的加工和测量都比较困难,要想达到精密小孔要求的尺寸精度、形状和位置精度,就要在加工过程中根据实际加工中存在的问题采取一系列相应的措施,其中使用精度较高的仪器进行测量,是保证加工精度和加工质量关键.为此,设计出一种精密小孔测量仪.     

微型机械及相关理论和技术

微型机械是一门新兴学科,它的发展十分迅速,本文介绍了微型机械的研究现状,相关理论和技术以及已取得的一些成果。     

用辉光放电质谱法和火花源质谱法分析表征金属和半导体

辉光放电质谱（ＧＤＭＳ）和火花源质谱（ＳＳＭＳ）是进行高纯固体材料直接和全面分析的两种主要的分析技术，ＧＤＭＳ和ＳＳＭＳ各有所长，有互补性。适当运用这两种技术，综合其优势，可望在固体样品分析表征的许多应用中获得更全面的信息和更可靠的分析结果。本文介绍了ＧＤＭＳ在贵金属分析领域中的两个应用，讨论了高纯镓分离中的表面富集问题，介绍了用ＳＳＭＳ研究杂质元素分布均匀性和相关性的方法。     

现代企业设备工装维修维护模式及利弊

设备的维修维护对企业有重要影响,我国现代企业设备的维修技术日益复杂。针对我国现代企业中的设备维修维护模式进行了总结。并分析了这些模式的利弊。我国现代企业应根据自身特点选用合适的设备维修维护模式,并尽量采用新模式。     

汽轮机与电机拖动现状分析与比较

随着科技的发展,国家产业结构的调整,冶金企业面临高能耗和用电紧张的严峻挑战,为了缓解企业面临的成本等压力,深入分析、比较了40 000 m3/h制氧机组空压机采用汽轮机或电机拖动的优缺点,通过对比目前电网及蒸汽的实际现状以及两种拖动方式的投资分析,运行成本分析,安全运行经济性、可靠性分析,得出了具有一定工程指导价值的结论。其结果表明,该分析研究为大型设备进一步优化设计奠定了基础。     

软测量技术及其应用与发展

在工业生产中存在的大量过程参数,往往与生产效率、产品质量密切相关,需要加以严格控制.然而,由于技术、工艺或经济的原因,目前无法通过普通传感器对这些过程参数进行检测.软测量技术作为解决上述问题的新方法,近年来取得了重大发展.文中系统阐述了软测量技术的原理及应用现状,并分析了其现存的问题,同时,对这项技术未来的研究和发展趋势作了展望.