滑动轴承动态油膜压力的实时测量方法研究

针对滑动轴承的动态油膜压力的实时直接测量,设计一种滑动轴承动态油膜压力实时测量系统。分析聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜传感器的工作原理,实验测定了传感器的性能特点,并设计相应的信号调理方法和信号显示软件编制。通过将PVDF压电薄膜传感器安装于Bently转子实验台的滑动轴承中,实时测量转子作用在轴承上的动态压力,讨论分析了动态压力信号。实验表明,PVDF压电薄膜具有较好的灵敏度、稳定性及重复性,能够有效地获得动态油膜压力信号,可应用于滑动轴承动态油膜压力的实时测量。     

PVDF压电薄膜的应变传感特性研究

PVDF压电薄膜是一种重要的智能材料。本文理论分析了智能材料——PVDF压电薄膜的应变传感机理；研究了PVDF应变传感器的制作与布设工艺；试验研究了PVDF传感元件在准静态和动态响应下的传感特性．得到了PVDF传感元件的电压灵敏度，并分析了PVDF压电薄膜的尺寸对灵敏度的影响。研究结果表明：PVDF传感器具有灵敏度高、线性度好、制作与布置工艺简单、面监测等优点．适用于土木工程结构的健康监测。     

封装材料对PVDF薄膜传感器激波响应的影响

PVDF(聚偏氟乙烯)及其共聚物压电薄膜具有响应快、灵敏度高、测压范围宽等特点,为冲击波压力测试传感器提供了新的敏感材料.本文详细的介绍了PVDF薄膜传感器的制作过程,并对封装用的粘结剂以及外保护层进行了激波管的对比试验,考察封装材料对PVDF薄膜传感器动态性能的影响.通过对试验数据的判读,确定了较为合适的封装粘结剂及保护层材料.     

PVDF压电传感器在模型化爆中的应用

本文利用PVDF压电薄膜的特性,根据模型化爆试验的特点,设计了实用的PVDF压电型压力传感器,测试结果和对比计算表明.压电型压力传感器设计合理,测力准确,应用性强.     

PVDF传感器在爆炸近区超压测量中的应用研究

凝聚相炸药爆炸产生强冲击波、电磁脉冲和光热效应,爆炸近区测试环境非常复杂,常规压阻式硅压力传感器难于满足测试要求。为准确测量装药近区爆炸参数给工程防护结构的爆炸毁伤评估提供参考依据,基于PVDF压电薄膜制作压力传感器,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对自制传感器进行标定;进行TNT化爆试验对自制PVDF传感器测试效果进行考核,并提取试验结果与AutoDyn软件计算结果进行比较。对比表明,测量值与计算值偏差小于10%,爆炸近区超压的试验测量可采用防干扰处理后的PVDF压电传感器解决。     

串联发射弹丸内弹道力学特性测试方法研究

针对小口径高射频串联发射弹丸的内弹道力学特性测试问题,提出了基于弹载存储测试技术的弹底压力、弹前压力同步测试方法。设计了模拟弹和小型聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride, PVDF)压电式力传感器,将力传感器作为底螺与头螺部件承受并测量弹底压力与弹前压力,在发射过载条件下进行了传感器力学分析并推导了受力与输出的关系方程;分析了传力块的质量、厚度,PVDF薄膜的厚度、面积对传感器动态特性和温升的影响;进行了力传感器灵敏度理论建模与分析并开展了标定试验。结果表明,PVDF薄膜预紧力越大,传感器灵敏度越小。开展了串联发射试验,测试结果和内弹道数值模拟计算结果吻合较好。     

通过PVDF阵列设计阶梯梁的模态传感器

以两端固支阶梯梁为例,通过高分子压电薄膜(Poly Vinyli Dene Fluoride,PVDF)传感器阵列测量其模态坐标。在该阶梯梁表面均匀黏贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜,首先通过实验方法直接测得该阶梯梁的曲率模态,然后把曲率模态作为这组PVDF输出信号的加权因数,从而得到所需的模态坐标。实验结果表明,这种传感器设计方法是可行的,并且PVDF阵列式模态传感器具有在不均匀梁结构表面布置方便,能准确、方便的测出实验曲率模态,不受激励力位置影响,滤波效果好等优点。     

基于分布式压电传感器的结构表面体积速度测量实验研究

以简支矩形薄板为研究对象,首先在波数域内对结构振动体积速度与辐射声功率的关系进行分析,推导出反映结构模态对体积速度贡献规律的数学表达式.在此基础上,结合PVDF压电薄膜的电荷输出方程,利用三角函数的正交性,给出一种新方法来设计体积速度传感器,并针对具体模型进行了结构体积速度测量实验研究.结果表明,所设计的分布式体积速度传感器具有较好的传感精度,进而说明了方法的正确性.同时还发现PVDF压电薄膜制作工艺与粘贴位置的偏差对其传感精度在一定频带内有较大影响,并且对不同位置激励下传感的影响程度不同.     

PVDF传感器在火炮弹底撞击应力测试中的应用

在分析PVDF压电薄膜测压原理的基础上,提出了利用PVDF压电薄膜测量火炮发射过程中火药颗粒对弹底撞击应力方案,并论述了该方案的可行性.设计并试制了适合火炮膛内发射条件下测量火药颗粒对弹底撞击应力的弹载传感器,重点阐述了传感器结构设计、制作工艺以及PVDF压电薄膜的工程应用技术;设计完成了适合于弹上狭小空间使用的信号调理电路,并对电路进行了仿真及调试.最后初步探讨了影响测量精度的因素并提出改进措施.     

利用PVDF阵列测量结构曲率模态的实验

提出利用PVDF阵列直接测量结构曲率模态。在振动梁表面均匀布置一组PVDF压电薄膜,测量结构在外加点激励作用下的动态响应,得到频率响应函数,进而通过模态软件对数据进行分析,得到其曲率模态。数值分析和实验结果表明：利用PVDF阵列可以有效地测量得到结构的曲率模态,且方法与激励力位置无关。由于方法操作简便,PVDF压电薄膜附加质量可忽略不计,与常规通过模态振型计算曲率模态的方法相比具有明显优越性。     

PVDF薄膜压电传感特性及其在工程结构监测应用研究进展

PVDF压电薄膜因其体积小、质量轻、稳定性高、传感灵敏度高、制作成本低等优点而被广泛应用于工程结构监测体系中。总结了PVDF压电薄膜基本特点、工作原理及静/动态传感特性,并指出其用作应变传感器在工程结构或构件局部监测中具有的优势;分析了以PVDF压电薄膜作为传感元件在工程实际监测中应用实例,最后对其在结构监测方面应用前景做了相关展望。     

PVDF冲击压力传感器的制备和应用

PVDF（聚偏氟乙烯）及其共聚物压电计具有响应快、灵敏度高、测压范围宽等特点，是一种理想的冲击压力传感器。用它制作超高压力传感器的关键是必须解决传感器的一致性问题。本文对近年来国内外在此方面的工作进行了总结，给出了该类传感器的爆炸、高速撞击、高能脉冲激光辐照等压力测试方面的应用，并对该类传感器中存在的问题进行了归纳。     

基于PVDF压电传感器测量振动结构体积位移

控制振动板结构的体积位移是降低结构总声功率的一种有效策略。本文以工程常见四端位移为零的振动板为例，提出一种新的压电式传感器的设计方法测量体积位移。利用正弦函数展开近似表示固定板振动位移，通过设计特殊形状的PVDF压电薄膜，使PVDF输出信号为所需要的振动结构体积位移。结果表明这种体积位移传感器不仅适用四边简支、四边固定以及介于两者之间的边界条件板结构，而且作为一种误差传感器测量振动结构体积位移是可行的。并对实验数据进行了分析比较。     

弹道明胶的动态力学测试方法研究

弹道明胶是一种超软材料,其波阻抗很低,采用经典的霍普金森杆测试技术无法获得其在高应变率下的力学特性。该文采用3种基于霍普金森杆的改进方法分别对其动态压缩力学特性进行测试,并对比3种方法的优缺点。实验结果表明:铝杆配合半导体应变片的测试方法对透射信号的提升有限,无法获得弹道明胶的动态力学数据;基于聚偏氟乙稀(polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜传感器的方法避免对透射信号的测量,可以获得满意的测试数据;撞击杆直接加载法在小应变阶段的测试结果可信,但在大应变阶段的测试结果无效。综合来看,使用PVDF压电薄膜传感器的测试方法可以较好地获取弹道明胶的动态力学特性。     

一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器

本文提出了一种采用PVDF压电薄膜代替弯张换能器的金属外壳的新型弯张换能器,即一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器。用阻抗分析仪、激光扫描测振仪和水声测量系统分别测量了采用PVDF压电薄膜的弯张换能器的谐振频率、带宽、发送电压响应、水平指向性。通过对比分析实验结果,可以看出该新型换能器与传统换能器一样可以将压电晶堆纵的振动转化为壳体的径向振动。     

高分子薄膜敏感材料——聚偏氟乙烯(PVDF)

PVDF压电塑料薄膜具有许多独特的优点,如与PZT比较,压电系数大,频响宽,机械强度好,柔软,轻质,耐冲击,易加工成大面积膜,价格低廉等。但是,它也存在一定的缺点,如结晶度较低,为50％左右,另外,由于在制成压电薄膜的过程中进行拉伸,因此在尺寸的稳定性和压电率随时间变化等方面还有一定的问题。特别是用它来制造灵敏度高的特殊形状的传感器和极薄的薄膜传感器,目前也都存在一定的困难。     

通过阵列传感器获取固定板声辐射模态伴随系数

以固定支撑板为例,提出一种阵列式压电式传感器的设计方法测量前三阶声辐射模态幅值.在振动板表面布置一组形状相同的矩形PVDF(Polyvinylidene fluoride聚偏氟乙烯)薄膜作为传感器,根据所需要的声辐射模态伴随系数,通过对PVDF传感器阵列输出信号设计的加权系数,使PVDF传感器阵列输出信号为相应的声辐射模态伴随系数.结果表明这种PVDF传感器阵列设计与外激励力性质(如激励力类型、频率以及位置)无关,而且适用任意边界条件板结构.     

通过PVDF阵列测量阶梯梁体积位移的实验

以阶梯梁为例,通过一组阵列式压电薄膜(Polyvinylidene fluoride,PVDF)测量阶梯梁的体积位移。在梁表面均匀布置一组相同形状的矩形PVDF阵列,通过测量PVDF与激励力之间的频率响应函数,然后利用伪逆方法结合截断奇异值法(The truncated singular value decomposition,TSVD)设计这组PVDF阵列的加权系数,从而得到阶梯梁体积位移。实验结果表明,该方法能够准确测量到阶梯梁的体积位移,具有不需计算结构模态、附加质量小、与激励力位置无关等优点。     

压电加速度传感器磁灵敏度的多维测试方法的研究

目前压电加速计的磁灵敏度的测试方法采用ISO/5347-19-1993《振动与冲击传感器的校准方法磁灵敏度测试》,这种方法不能去除传感器自转产生固有振动信号的干扰,难以保证测量结果的准确性。本文分析了压电加速度传感器磁灵敏度产生原理,针对当前国际标准存在的问题,提出一种三维的压电加速度传感器磁灵敏度测试方法。利用该方法对压电加速度传感在不同磁场强度下和固定磁场下多个维度的信号输出进行测量。测量数据显示传感器磁灵敏度随磁场强度增大呈非线性增大规律,且传感器的磁灵敏度具有空间矢量。结果表明多维测试方法能够有效测量传感器磁灵敏的空间矢量,克服了传统测量方法信噪比低的缺点,减小了测量误差。     

柔性传感冲击波瞬态压力测试方法

针对爆炸场冲击波毁伤效应评估需求,研究一种柔性传感冲击波瞬态压力测试方法。在平面或弧面基底上研制专用的PVDF柔性薄膜传感器,通过存储测试技术记录压力信号,此方法适用于爆炸现场不同环境的测试。通过激波管校准系统分析薄膜传感器的动态特性,上升时间为100μs,可用于测量爆炸场冲击波压力。研制适用于柔性传感器的微型存储测试系统,以FPGA为控制核心,体积小于1 cm3,采样速率为1 MHz,存储容量为1 Mbit。利用小当量爆炸物进行冲击波的压力测试试验,结果表明,测试系统可初步应用于瞬态压力测试,可通过改进薄膜粘接工艺改善动态性能。