用功率流方法研究压电陶瓷变压器的电气特性

基于功率流方法,本文提出了一种分析压电陶瓷变压器电气特性的方法.其主要贡献是:(1)给出了计算最佳负载、电压增益、效率和输出功率等电气特性的公式;(2)利用这些公式,给出了分析压电陶瓷变压器电气特性的计算程序,并提出了最佳电阻和最佳匹配网络的概念;(3)为了证明其理论结果,文中给出了仿真结果.本文所得到的结果为分析压电陶瓷变压器电气特性提供了一个有用的工具.     

压电陶瓷的电特性与功率损耗实验分析

压电陶瓷(PZT)致动器在飞行器的主动振动与噪声控制等航空、航天领域中得到了广泛应用,其电特性和功率损耗的确定对于优化系统结构和设计有效驱动电源均有至关重要的作用.据此,该文提出了一种预测PZT功率损耗的实验方法.该方法通过理论分析与实验测试估计PZT的电容量、介电损耗角正切及功率损耗,最终得到它们与驱动电压峰值和频率的非线性函数关系.这种功率损耗的预测能在主动振动控制领域中为设计压电陶瓷驱动电源提供指标依据.     

论变频器的功率测量

本文简要分析了变频技术及其应用,重点讨论了变频器的功率测量,列举了功率测量系统的解决方案.     

激光熔注法制备WC颗粒增强金属基复合材料层

采用激光熔注(LMI)技术在Q235钢表面制备WC颗粒增强的金属基复合材料(MMC)层。在激光熔注工艺特性和熔注层宏观特征分析的基础上,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对激光熔注层微观组织结构进行了分析。结果表明,WC颗粒注入到熔池的整个深度和宽度范围内,并且在熔注层中的分布比较均匀。WC颗粒的加入改变了熔池的化学成分,熔注层中出现了新相Fe3W3C。在熔注层上部存在较多Fe3W3C枝晶和少量枝晶间共晶,在熔注层下部枝晶数量减少,共晶数量明显增多。激光熔注层中不同WC颗粒周围反应层的尺寸和形貌存在很大差别。WC颗粒注入位置是决定反应层尺寸的重要因素。     

压电薄膜特性参数的测量方法

随着电子元器件向微型、高灵敏、集成等方向发展,薄膜材料及器件在微机电(MEMS)系统中得到广泛应用,而测量压电薄膜特性参数的方法与体材料相比有很大的不同.介绍了当前测量压电薄膜特性参数的两大类方法:直接测量法(包括气腔压力法、悬臂梁法、激光干涉法和激光多普勒振动法)和间接测量法(传统阻抗分析法),详细分析了这些方法的基本原理、测试表征、应用状况及存在的问题,比较了这些方法的优缺点,并对未来压电薄膜特性参数的测试表征作了展望.     

霍耳位移法测量压电陶瓷的压电系数

提出了一种利用霍耳位移传感器测量压电陶瓷的横向压电系数的新方法。该方法利用压电陶瓷的逆压电效应,对压电陶瓷施加一定大小的电压,使其在垂直电场方向上产生微小形变,利用霍耳位移传感器法测量这一微小位移,得到不同电压驱动下压电陶瓷相应的伸长量,通过计算得出该材料的压电系数。实验表明,该方法简单可靠,精确度高,实验结果符合预期。     

Cu88Co12合金的巨磁电阻及其微结构的研究

本文利用场离子显微镜－原子探针及电镜研究了具有巨磁电阻效应的甩带Ｃｕ８８Ｃ ｏ１２合金的微结构。Ｃｕ８８Ｃｏ１２合金经４５０℃退火半小时后发邓有明显的巨磁电阻。     

一种由压电双晶片测量压电常数d31的方法

提出了一种新的测量方法 ,由一种实用元件——压电双晶片测量压电材料的压电常数 d31的方法。这种测量方法不同于通常的由标准试样测量压电材料参数的方法。文中给出了测量原理、测量装置及由一种 PZT样本的测量结果 ,并同时给出了 IEEE标准测量方法的结果。理论和实验结果表明 :这种新的测量方法是可行的。     

压电技术测量热扩散率的精度分析

根据测量热扩散率的光声压电(PAPE)技术简化热弹理论,分析了该方法中样品厚度、热扩散率大小对测量结果的影响以及PAPE技术的适用范围.介绍了基于简化热弹模型理论的PAPE技术,得出了简化的光声压电信号幅度和相位与调制频率的相互关系;根据PAPE技术理论分别对相同厚度不同材料热扩散率测量的灵敏度和不同厚度同一材料热扩散率的测量误差进行理论分析;通过实验分别对厚度约为2 mm的紫铜、铝、黄铜、铁和碳钢(含碳0.5%)以及不同厚度的铝和黄铜进行测量,验证理论分析结果.结果表明,PAPE技术测量热扩散率较大、厚度较厚的材料更加精确、有效.     

激光光纤测振仪测量多层压电变压器的振动

多层压电变压器具有体积小,质量轻,效率高等特点,具有许多重要的应用领域。本文首次采用目前国内外最先进的激光光纤测振仪测量了多层压电变压器的谐振特性和振动位移情况,为多层压电变压器的设计和研究提供了一种非常有效的测试技术。     

压电微悬臂梁微弱压电信号检测

压电微悬臂梁是一种利用压电元件的逆压电效应驱动微悬臂梁使其振动，并利用压电元件的压电效应来检测梁的变形量的集成微驱动器和微传感器。文中讨论了压电微悬臂梁中的压电元件的两种等效电路模型，并且提出了检测微压电信号的检测系统以及两种前放电路。在检测微悬臂梁频率响应特性的实验中得到了较好的结果。     

压电换能型传感器电学响应特性研究

压电元件用作换能型传感器,是一个机电二端网络,压电方程描述了机电转换的关系,而实际应用端口条件将确定传感器的最终输出。文章分析了在理想开路和实际应用条件下的电学响应特性,推导了压电敏感元件在实际应用条件下的传感响应微分方程,给出了传感输出的瞬态响应表达式。     

双稳态压电悬臂梁发电性能分析

利用增量谐波平衡法(IHB)对双稳态压电发电系统的发电性能进行了研究.首先通过与龙格-库塔法(R-K)数值计算的结果相对比,证明IHB法解的有效性;其次利用IHB法分别计算了磁化强度不同时双稳态压电发电系统的电压幅频响应曲线及不同的负载电阻下的发电功率,得出双稳态压电发电系统的电压幅频响应存在解的跳跃现象,并且当磁场强度增大时,电压幅频曲线向右偏移,大幅运动的响应频带变宽,最大幅值变大.另外,分析了系统电阻匹配问题,只有选择合适的电阻值时,发电功率才能达到最大;最后与线性压电发电系统相比,得到双稳态压电发电系统在低频宽带下能产生较高的发电功率.     

Electrical Properties of Indium-Oxide Thin Films Produced by Plasma-Enhanced Reactive Thermal Evaporation

Semiconductors - The structure and electrical properties of transparent indium-oxide thin films produced by plasma-enhanced reactive thermal evaporation at different substrate temperatures are...     

压电加速度传感器测量电路的设计

在动态测量中,压电加速度传感器是振动与冲击测量的核心部件。但压电加速度传感器作为一个能产生电荷的高内阻发电元件,产生的电荷量很小。通过一般的测量电路测量压电片上的电荷时,电荷会被输入阻抗迅速泄漏而引入测量误差。因此,提出一种采用集成芯片TL084代替大量分离元件的电荷放大器的测量电路设想。通过与标准电荷放大器的性能对比,实验表明本设计可行,且对研究类似测量系统的设计开发具有一定的借鉴意义,有望应用于各种动态力、机械冲击与振动的测量及声学、医学、力学等领域。     

Modeling the Power Output of Piezoelectric Energy Harvesters

Design of experiments and multiphysics analyses were used to develop a parametric model for a d ₃₃-based cantilever. The analysis revealed that the most significant parameters influencing the resonant frequency are the supporting layer thickness, piezoelectric layer thickness, and cantilever length. On the other hand, the most important factors affecting the charge output are the piezoelectric thickness and the interdigitated electrode dimensions. The accuracy of the developed model was confirmed and showed less than 1% estimation error compared with a commercial simulation package. To estimate the power delivered to a load, the electric current output from the piezoelectric generator was calculated. A circuit model was built and used to estimate the power delivered to a load, which compared favorably to experimentally published power data on actual cantilevers of similar dimensions.     

PZT压电陶瓷的强场效应研究

实验选取一种性能较好的二元系锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷配方,通过测试PZT陶瓷样品在强场下的介电性能表明,随着外加电场强度的增大,样品介温曲线的斜率变小;材料的介电损耗随着外加电场的增大而增大,当外加电场从0升至400 V/mm时,介电损耗从0.16%增至0.38%,损耗仍在较小范围内,可见本材料较适合作为大功率压电材料在强场下应用.对其强场效应及损耗机理进行了初步探讨.     

锯齿型压电梁的电响应分析

压电振子的工作频带宽度是影响压电振动能量收集器发电效率的关键指标。该文旨在分析一种锯齿型阵列式压电振动能量收集器结构模态频率,为压电振子的动力学设计提供参考。首先,基于弹性梁振动理论,推导了锯齿型压电梁的动力学方程,并分析了影响压电梁模态频率的因素。然后,通过COMSOL建立锯齿形压电梁的有限元模型,分析了其频响特性、功率与负载阻抗匹配特性及加速度依赖性。最后,通过实验研究测试了锯齿型压电梁的电压幅频特性曲线,验证了理论分析与仿真模拟结果的合理性。结果表明,锯齿型阵列式压电振动能量收集器能够有效地拓宽工作频带,进而提高发电效率。     

Modeling of Fields Produced by Currents on Power Supply Wiring

Measurements of local fields produced by simulated sources of conducted noise show good correlation with data from three theoretical models: a) an electric dipole, b) a magnetic dipole, and c) a parallel wire transmission line, depending upon the configuration of the source and its ?ground.? The significance of the ?common-mode? current below about 2 MHz is demonstrated.     

从忆阻器的发现看在电工理论的应用

本文以忆阻器在理论上的发现和对忆阻器实物模型和元器件的探索为例,说明数学思想与数学方法在电路理论研究中寻找创新点的基础地位和重要作用,同时说明理论与实际的结合是电工理论创新的重要手段。