零相位法石英晶片测试仪设计与实现

介绍零相位法石英晶片测试仪的设计。仪器由微控制器、复杂可编程逻辑器件、信号发生器、滤波器、π网络电路、幅度相位检测、数码显示和键盘控制等部分组成。仪器可在1MHz～60MHz范围内测试石英晶片的谐振频率、谐振电阻，具有测试方法符合国际标准、精度高、可检出寄生频率等特点，总体性能优于国内应用的其它石英晶片测试仪器。     

一种谐振式加速度传感器及其设计

为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器.通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算.计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz.在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%.对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明:在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性.     

基于超声珩齿的振动能量测试研究

提出了基于超声波珩齿振动系统的谐振频率与振动能量测试方法。主要根据共振原理,借助超声振幅测试系统,测出超声振动的谐振频率,并通过数据处理,进而测试出超声振动的能量。     

一种谐振式加速度传感器及其设计

为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器。通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算。计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz。在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%。对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明：在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性。     

含金属芯压电纤维的测试标准与夹具设计

针对新型压电器件-含金属芯压电纤维(MPF)-结构尺寸细小,很难找到合适的测量夹具和测试方法等问题,提出了一种操作方便的MPF测试方法.首先,通过MPF的压电方程得到其测试模型,并确定了MPF的电学性能测试步骤.然后,研究了测量夹具对测量结果的影响.实验显示:夹持位置在MPF的中间时容易产生偏离,影响测量结果;夹持位置在端部时,谐振频率和反谐振频率的相对导纳值较小,也不利于准确测量.另外,MPF尺寸细小,夹持力也会影响MPF的谐振,使测量结果产生误差.最后,提出一种不需要夹持测量MPF的方法.采用该方法对PZN-PZT压电陶瓷的MPF进行了测量,结果显示其压电应变常数d31为-97 pC/N,机电耦合系数k31为0.197,介电常数εT33为1 458.这种方法测试准确,操作简单,不易损伤MPF,可作为MPF压电性能测试标准.     

基于谐振耦合的电能无线传输系统设计

距离和效率是电能无线传输技术发展的瓶颈,电磁场的谐振耦合技术能够有效的解决这一问题.从谐振耦合的收发线圈电路模型出发,对谐振耦合电能无线传输系统进行了深入研究,发现失谐是系统效率不高的主要原因.进而,设计了一个功率为30W,频率为1 MHz的小功率电能无线传输系统,并且通过对发射线圈的电流检测实现发射源对发射线圈频率的...     

一种在接地板开U型缝消除微带天线杂谐振点的方法(英文)

本文提出一种消除微带天线杂谐振点的方法,该微带天线为双层介质板,其谐振频率为2.4 GHz,共有两个杂谐振点分别在4.4 GHz附近及5.8 GHz附近。这两个杂谐振点破坏了微带天线的性能,故本文通过在接地板上合理地开U型缝来消除这两个谐振点,U型缝隙的长度为相应频率谐振点波长的一半;如果在缝隙上有开放端口,则U型缝隙长度为相应频率谐振点波长的四分之一。仿真结果表明:该方法可有效消除杂谐振点。     

基于FPGA的谐振悬臂梁传感器智能接口电路

设计了基于FPGA的谐振式微悬臂梁传感器接口电路,将接口电路与谐振式微悬臂梁传感器组成闭环自激振荡系统.为满足接口电路智能化与输出频率稳定性的要求,设计了带有自动扫频功能的锁相环,以此锁相环为核心并结合外围放大、滤波、移相、整形电路构成的接口电路系统,能够自动扫频寻找谐振点并锁定,扫频精度为0.012 Hz左右,谐振频率的波动范围可达0.01Hz左右,且锁定范围极广.分别测试了谐振点在100kHz与500 kHz附近的两组传感器,该系统均能很好地自动扫频寻找谐振点并锁定.     

宽谐振区光学纳米天线的谐振

提出了一种有双谐振频率和较宽谐振区域的纳米天线结构.利用有限积分法,计算了由金构成的表面等离子体光学纳米天线的谐振特性,研究了在谐振区域内谐振频率和谐振电场随位置变化的情况.结果表明,在不同谐振频率下存在两个谐振电场,在中间区域,谐振频率为270 THz,在侧边间隙区,谐振频率为390 THz;激励源为1 V/m时,其谐振电场均达700 V/m以上,是普通偶极子天线的18倍;第一谐振区域的谐振场集中在10～25 nm,在此范围内,谐振电场较大、谐振频率几乎不变;加上折射率为1.5的玻璃衬底后,天线的谐振电场达到800 V/m,与没有衬底时相比,谐振频率变化很小.研究的天线结构在高性能的光学纳米天线、太阳能电池和生物传感器方面有潜在的应用价值.     

辐射场型压电振子的谐振特性研究

介绍了一种新型的辐射式场压电薄膜.采用有限元软件ANSYS建立辐射场螺旋电极振子有限元模型,仿真压电振子的横向振动响应.通过分析振子的谐振响应,获得了螺旋型电极参数对压电振子谐振频率的影响规律.利用阻抗分析仪对辐射场型螺旋电极压电振子的谐振频率进行了实验测试,并与仿真结果进行了对比,两者基本吻合,验证了有限元模型的可靠性.此外,研究结果表明,采用直径较大的PZT,可以明显减低振子的谐振频率,且在相同的激励下,获得的应变较小.