一种新型微力传感器设计

设计了一种新型微力传感器,利用电阻式应变原理,采用柱式结构,量程小,灵敏度高,灵敏度可达0.0575V/N,适用于微力测量.对其弹性元件进行有限元静力分析和模态分析,传感器弹性元件的纵向应变量高于一般的力传感器,固有频率远高于常见的外部动态力频率,几乎不会发生共振现象;最后对微力传感器进行静态标定和误差分析.     

一种十字梁结构多维力传感器结构优化

多维力传感器可以检测空间三个维度的力信息,要求传感器各方向的灵敏度高、维间耦合小、具有良好的静态和动态特性等。本文分析研究了一种自带过载保护的多维力传感器,采用面向任务法对弹性体关键结构参数优化。采用有限元软件（ANSYS）对多维力传感器的弹性体进行了静态、动态分析,获取弹性体在各方向受力时应力、应变的变化情况,结果表明传感器具备灵敏度高,线性度好的特点。     

一种小型光电式力传感器的研制

以扑翼飞行机器人飞行动力性能测试应用为目标,研究了一种高灵敏度小型(满量程50N)力传感器的设计方法.基于红外光电二极管具有响应速度快、线性范围宽、安装方便、接口电路简单等特点,设计了一种光电式力传感器.对设计的弹性体进行了力-应变有限元分析,试制了传感器样机并进行了传感器静态性能测试.测试结果表明,设计制造的光电式力传感器的非线性度小于0.3％,具有较高的综合性能.     

弹性钢环力传感器及其电路系统研究与应用

本文介绍由弹性钢环制成的应变式力传感器的设计及其制作工艺，特别是经过热处理后弹性的改善。针对应变力传感器的灵敏度小的特点设计相应电路，降低了放大器的共模输入电压并改进了共模抑止比，大大改进了正比特性。此传感器已应用于疲劳试验。     

压阻式加速度计双端固支梁结构的设计与分析

介绍一种压阻式加速度计双端固支梁的结构,并建立其三维实体有限元模型。分析了在惯性载荷作用下的弹性梁的应力及应变,并对弹性结构进行了模态分析。讨论影响灵敏度、固有频率等主要指标的因素,用有限元方法进行分析、模拟,以达到优化设计的目的。     

一种新型三维力柔性阵列触觉传感器研究

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤.该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息.介绍了该传感器的基本结构,分析了其工作原理,给出了导电橡胶受力时的有限元分析结果,并对传感器进行了初步的仿真研究,结果表明该传感器能够实现检测三维力信息,为三维力柔性阵列触觉传感器的设计研究提供了新思路.     

半导体双轴力传感器的设计

介绍一种半导体双轴力传感器的结构设计与工作原理,并利用ANSYS软件进行了仿真模拟.通过分析,确定了应变计的粘贴部位和应力分布.传感器试验结果表明:该传感器灵敏度优于0.05 V/N,精度达到0.5%FS,零点漂移小于1%FS/h,热零点漂移小于0.5%FS/℃,满足使用要求.     

2-维应变式力传感器的优化设计

介绍一种2-维力传感器的新结构和独特的贴片位置,分析了不同结构以及该结构关键尺寸的变化对传感器性能的影响。以获得贴片区域最大的应变量为目标,通过结构静力分析和模态分析对传感器的结构进行优化设计。传感器量程为±5N,分辨力达到2mN,实验表明该传感器具有很好的性能。     

基于ANSYS的压电四维力传感器一种优化设计方法

在压电式多维力传感器设计过程中,传感器结构对性能的影响难以准确把握,提出一种基于ANSYS的传感器优化设计方法.把不同切型的石英晶片按照特定的双环结构排列实现空间四维力的测量.运用ANSYS有限元软件,研究压电式四维力传感器弹性膜对传感器灵敏度与固有频率的影响规律.分析结果表明:该方法能够有效的平衡传感器灵敏度与固有频...     

一种小量程六维力传感器的设计与分析

针对外科手术力觉信息采集对多维力传感器提出的低量程和高分辨率的要求,对常规的十字梁六维力传感器进行结构改进,设计了一种具有滑移结构的低维间耦合的小量程六维力传感器。分析了传感器结构抑制维间耦合的机理,通过有限元方法分析了其受力变形情况。标定实验表明:该六维力传感器非线性误差与维间耦合误差均小于2%,具有高灵敏度、高分辨率和低维间耦合的特点。     

拉-压力传感器线性度的有限元分析

采用有限元法对应变式拉压力传感器弹性元件进行分析。用此法不仅可以得到弹性元件的应变分布特性 ,确定最大应变区的位置 ,而且可以得到力与应变的一元线性回归方程 ,分析出传感器的线性度。分析结果表明 ,此传感器的线性度很好 ,能满足使用要求。用实验方法对此进行了验证 ,结果表明 ,有限元法是传感器结构分析的有效工具     

二维微载荷传感器的设计与分析

设计了一种二维微载荷传感器。用于仿生粘性材料的力学性能测试,也可用于一般的摩擦试验。利用应力集中原则对平行梁弹性体局部削弱,结合材料力学理论和有限元软件ANSYS对弹性体进行仿真设计。利用ANSYS后处理器中提供的路径映射技术,在弹性体应变最大的区域,确定弹性体应变计的最佳贴片位置。对传感器进行静态标定,得出其静态性能指标,其垂直方向的最大量程为3.0 N,分辨力为0.008 N;水平方向的最大量程为3.5 N,分辨力为0.01 N。     

用于昆虫足力测试的三维微力传感器

介绍一种三维微力传感器的结构和工作原理,该传感器量程为-0.01~0.01N,分辨力为10μN,用于测量昆虫爬行时足底与接触面间的三维接触力。通过运用Ansys有限元分析软件,对这种结构的传感器进行结构静力分析和模态分析,验证这种结构传感器用于小量程三维接触力测量的可行性。昆虫爬行足力试验测试以及相关的试验数据表明:可以满足生物试验要求。     

轮辐式力传感器结构优化分析

结构上影响轮辐式力传感器精度的主要原因有正负应变值不等产生的非线性、接触面摩擦力变化产生的滞后及重复性误差,分析了产生这些误差的原因,提出了通过改变轮缘上下部刚度比能使正负应变值相等,通过增加轮缘刚度、减小支承面积能降低接触面摩擦力的变化.     

扁平驻极体微电机的静电场分析

为了对驻极体微电机的转子进行静电场的受力分析,利用ANSYS软件及它的编程语言APDL实现了静电场的有限元分析。作为实例,选择一种尺寸的扁平驻极体微电机,分析电机转子在静电场中受到的旋转驱动力,其结果同理论值基本一致。     

基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计

给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了微电容式加速度传感器的加速度与电容信号的非线性输入输出关系,并结合实测参数验证了模型的有效性。最后提出了一种详细的有效的基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的结构以及加工工艺流程。基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器具有结构简单、工作可靠和工作范围大的特点。根据这套方法,可以比较方便地设计并加工不同测量要求的加速度计。     

用于微型阀的磁性双稳态系统作用力研究

为了降低微型阀功耗,提出了一种新型磁性双稳态系统。该系统由两块钕铁硼材料环形永磁体和一片软磁片组成,其中软磁片选用钢和坡莫合金作为考查材料。采用有限元仿真的方法对软磁片受到的磁场力进行分析,结果显示:当软磁片半径较永磁体半径偏大10%左右时能够获得磁场力极值,同时通过调整两块永磁体之间的距离,软磁片所受到的磁场力能够比单永磁体作用下的受力大30%以上。对软磁片受力进行了测试并与有限元分析结果进行了比较,吻合较好,实验表明:该磁性双稳态系统能够很好地应用在微型阀当中。     

基于有限元分析的ICF靶半自动装配系统的微夹钳设计

根据惯性约束聚变(ICF)靶零件的特点,确定用于ICF靶半自动装配系统微夹钳的技术指标,并完成其结构设计.该微夹钳采用柔性铰链机构和压电陶瓷驱动,可根据需要更换不同形状和开口距离的夹口,以适应夹持不同靶零件.以压电陶瓷的2种极限参数为载荷,分析了微夹钳的张合量、应力分布、应变量,并采用非线性接触分析对夹持力和夹持效果进...     

叉指微加速度计的设计与闭环检测研究

设计了一种“叉指式”微机械加速度计和相应的闭环检测电路,介绍了此微加速度计的加工工艺,并使用Ansys软件进行了模态分析和机械分析,仿真结果跟理论计算相吻合。最后对该闭环微加速度计进行了测试,得到的测量线性度为2.5%,刻度因子为3V/g。