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1.
为满足空间光学仪器小型化、轻量化、精密化需求,设计了一种单相压电电机驱动的孔径光阑。对压电光阑的整体结构进行设计,实现光阑结构与功能的一体化设计;以压电陶瓷和碳纤维为基体设计具有高强度和功率密度的压电定子;通过COMSOL有限元软件对复合压电定子动力学特性进行分析,以及进行模态频率一致性调节;最后对光阑动圈进行结构优化以及干扰模态分离设计。根据设计方案制作压电光阑样机,其质量仅为49 g,孔径可变范围为0.5~35 mm。实验结果显示:光阑完全放大与闭合时间分别为89 ms和92.4 ms,最小角分辨率为4×10-5 rad。该研究简化了光阑的组成和控制,使其在保证精度的同时,结构更紧凑,质量更小。  相似文献   
2.
Bismuth layer–structured ferroelectric calcium bismuth niobate (CaBi2Nb2O9, CBN) is considered to be one of the most potential high-temperature piezoelectric materials due to its high Curie temperature Tc of ∼940°C, but the drawbacks of low electrical resistivity at elevated temperature and low piezoelectric performance limit its applications as key electronic components at high temperature (HT). Herein, we report significantly enhanced dc electrical resistivity and piezoelectric properties of CBN ceramics through rare-earth element Tb ions compositional adjustment. The nominal compositions of Ca1−xTbxBi2Nb2O9 (abbreviated as CBN-100xTb) have been fabricated by conventional solid-state reaction method. The composition of CBN-3Tb exhibits a significantly enhanced dc electrical resistivity of 1.97 × 106 Ω cm at 600°C, which is larger by two orders of magnitude compared with unmodified CBN. The donor substitutions of Tb3+ ions for Ca2+ ions reduce the oxygen vacancy concentrations and increase the band-gap energy, which is responsible for the enhancement of dc electric resistivity. The temperature-dependent dc conduction properties reveal that the conduction is dominated by the thermally activated oxygen vacancies in the low-temperature region (200–350°C) and by the intrinsic conduction in the HT region (350–650°C). The CBN-3Tb also exhibits enhanced piezoelectric properties with a high piezoelectric coefficient d33 of ∼13.2 pC/N and a high Tc of ∼966°C. Moreover, the CBN-3Tb exhibits good thermal stabilities of piezoelectric properties, remaining 97% of its room temperature value after annealing at 900°C. These properties demonstrate the great potentials of Tb-modified CBN for high-temperature piezoelectric applications.  相似文献   
3.
为解决现有针织机电磁选针器在提花作业中存在织物花型失真、次品率难以降低的问题,提出基于压电黏合体的选针动作信号检测方案。通过设计选针器挡板振动特性检测实验,分析挡板受迫振动的信号特性,探索将挡板受迫振动的冲击力信号作为检测选针动作关键数据的可行性;同时制备压电黏合体来感知挡板的微力应变以实现选针动作的冲击力信号的检测;并对所设计的压电黏合体频谱进行分析,对其进行电学建模及振动信号检测电路的设计,提出基于振动信号检测反馈机制的电磁选针半闭环控制策略。结果表明:在现场工况下本控制策略能够实现针对选针器提花动作的实时监测与有效性反馈,为降低提花作业中布匹的次品率提供了技术解决途径。  相似文献   
4.
为评估RC结构内钢筋的锈蚀损伤状态,开展了基于压电传感的RC梁钢筋锈蚀监测与定位技术研究。首先,在钢筋表面布设3组压电陶瓷(PZT)传感器,随后对监控到的信号进行基4FFT变换和提取频谱特征,刻画了钢筋锈蚀发展过程,并验证了基于PZT的监控方法对钢筋锈蚀全过程监测的适用性;其次,通过对概率成像方法中的权重函数进行修正,得到锈蚀位置图像,进而对钢筋的锈蚀位置进行定位分析;最后,通过频域信号峰值分析,建立损伤因子与锈蚀率的定量关系来量化钢筋的锈蚀程度。结果表明:RC梁中钢筋的锈蚀过程可分为脱钝、脱黏和失效3个阶段;提出的损伤因子FDI可有效刻画钢筋锈蚀过程中的3个阶段,并量化钢筋锈蚀率;新的概率成像方法实现了钢筋锈蚀的全过程监测和锈蚀损伤的定位分析。这表明本文研发的监测技术与概率成像方法可以精准地监控RC结构中钢筋锈蚀全过程与锈蚀位置,建立的锈蚀各阶段与损伤因子的定量关系可用来量化钢筋锈蚀程度,并为RC结构安全评估提供技术支持。  相似文献   
5.
为了高效地利用风能和雨能,设计了通过压电传感器组件a将风或雨的能量转换为电能的装置。该装置可为负载和蓄电池供电,它的分辨力高,即使是弱风和小雨产生的微压也能进行电能转换。当压电晶体板d或e受压时,小齿轮顺时针或逆时针旋转;当压电晶体b或c受压时,液压缸伸长或收缩。在液压缸和小齿轮的作用下,压电晶体板a所在平面的法线自动调整到正好与风和雨的方向一致,从而增大了电能转化率。  相似文献   
6.
本文介绍了混凝土结构的压电体波和表面波检测的主要进展,对两种压电声波检测的优缺点进行了总结。体波检测设备一般埋入混凝土内部,需要选择合理的检测部位,检测结果较为精确;声表面波检测无需选择特定的部位,但是检测深度有限。在实际检测工作过程中,可以联合两种方法相互验证。  相似文献   
7.
现代化的自动装配对物料输送的平稳性和精确性提出了更高的要求,为了满足工业需求,设计了一种采用矩形压电振子作为激振源、以垂直驱动方式工作的压电振动给料器。通过对双悬臂式压电振动给料器进行简化,并建立其动力学模型,推导出固有频率以及装置振幅的表达式,分析了影响固有频率和振幅的因素。利用ANSYS Workbench软件对装置进行动力学分析,系统固有频率为118.85 Hz,并对装置进行了谐响应分析。结果表明,当驱动电压为200 V时,系统驱动频率为116.00~122.00 Hz,双悬臂式压电振动给料器具备输送物料能力,在最靠近共振点处(118.00 Hz)振动幅值最大,输送效率最高,满足工业生产的使用要求。  相似文献   
8.
Ternary 0.552Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-xPbZrO3-(0.448-x)PbTiO3 (PNN-PZ-PT) ceramics near the triple point compositions were fabricated by an improved two-step sintering method. The triple point composition 0.552PNN-0.135PZ-0.313PT ceramic has outstanding piezoelectric performance with piezoelectric coefficient d33 = 1200 pC/N. Its easy fabrication and low cost make this piezoelectric material an excellent candidate for high sensitivity sensors and ultrasonic transducers. The evolution of domain structures for ceramics with composition near the triple point provides deeper insight into the mechanism of ultrahigh piezoelectric properties of PNN-PZ-PT ceramics.  相似文献   
9.
CaBi4Ti4O15 (CBT)-based Aurivillius high-temperature piezoceramics with different Sb–Mn co-doping amounts were synthesized via the conventional sintering technique. The influences of doping amount on the product were studied via their crystal structure, microstructure, and piezoelectric performance. It is found that an appropriate Sb–Mn co-doping amount can effectively optimize the crystal structure and decrease the oxygen vacancy concentration in CBT ceramics, leading to enhanced electrical properties. Optimized electrical performance with a high Curie temperature (TC) of 792 °C and a remarkable piezoelectric coefficient (d33) of 25 pC/N were achieved at a doping amount (x) of 0.05. Furthermore, this ceramic is found to exhibit an excellent thermal stability, with d33 retaining 88% of its original value after annealing at 600 °C for 2 h. Moreover, this ceramic shows a high electrical resistivity (ρ) of 1.35×108 Ω·cm with a small dielectric loss (tan δ) of 1.7% at 400 °C. Because of such outstanding piezoelectric performance, it is believed that these Sb–Mn co-doped CBT ceramics could be potential candidates for high-temperature piezoelectric applications.  相似文献   
10.
变压器振动信号在线监测是检测变压器运行状态的重要手段,振动传感器的供能方式制约了振动检测方法的应用。为了实现振动传感器取能,文中设计了一种基于压电材料的变压器振动能量收集装置,利用收集的振动能量为振动传感器供电。首先,根据变压器振动特性,采用多模态取能方式,建立三悬臂式压电取能结构的输出电压与输出功率模型。其次,通过Comsol Multiphysics仿真分析能量收集装置输出功率和外加激励频率的关系。最后,搭建变压器振动能量收集实验平台,测得压电式能量收集装置的实际输出功率为11.547 μW。利用振动能量收集装置为振动传感器供电,可以保障在线监测设备的供电,减少外接电源对设备安全稳定运行的影响。  相似文献   
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