基于压电加速度传感器的天车监测系统设计

天车吊运系统不能实时监测大车、小车的运行速度和行车位置,为实现对天车的实时监测,将压电式加速度传感器应用到天车吊运系统中;介绍了加速度传感器的基本原理;阐述了振动信号采集系统的硬件组成,并利用图形化开发工具LabVIEW平台实现信号的高速采集;通过采集加速度传感器的输出电压,根据输出电压和灵敏度的关系,获得加速度的值,将加速度的值积分运算可进一步获得天车的速度和位移量;最终达到天车运行状态的实时监测,提高了天车运行系统的可靠性。     

新型压电加速度传感器

因压电陶瓷的性能以及机械结构易受温度影响，使压电陶瓷作为敏感元件制成的加速度传感器的应用温度范围受到限制。现在其中加入温敏元件，并利用软件进行温度补偿，使其应用温度范围得以扩大。这样的传感器具有灵敏度高、耐冲击、结构简单等优点。经车辆轴承动态监测系统实际运行结果表明，可以代替人工，实现轴承检测的自动化。     

基于加速度传感器的乒乓球擦边球判别系统

乒乓球比赛过程中出现的擦边球很难判断,为了提高判别擦边球的准确度,研制了一种擦边球的检测系统。在系统中,采用多个加速度传感器实现对出现擦边球时的球台振动数据进行采集,通过硬件电路对传感器数据进行实时分析处理,完成对擦边球进行实时判别。实践表明,系统能够完成对擦边球的实时检测,实现擦边球的公平判决。     

压电加速度传感器的建模方法研究

介绍了压电加速度传感器固有频率的计算方法,根据中心压缩型和平面剪切型压电传感器的物理模型,建立其力学模型。通过计算和实验结果对比,引入接触刚度对计算模型进行修正,结果表明本文的计算方法是正确的。     

三维压电加速度传感器

本文介绍了一种适于三维动态参数测量的压电加速度传感器。三维测量的实现,利用了PZT-5陶瓷的剪切和压缩特性。在要求用光纤传输测试信号时,可采用电荷放大器配合以电-光转换器耦合于光纤实现。使用光纤传输的目的在利用它的高绝缘性能,及不易受电磁场干扰等特点,以便适合于特殊场合下动态参数测试的应用。 本文根据传感器的力学模型推导了它在X,Y,Z方向的三维特性方程式,给出了系统三自由度灵敏度和频响测试结果以及它在对机床振动实测中的实验结果。     

基于加速度传感器的拖拉机振动特性研究

以常发CF700型拖拉机为研究对象,设计和建立了拖拉机整车振动加速度测试系统,分别测量了拖拉机前桥垂向、后桥垂向以及座椅和驾驶室底板位置的垂向、横向、纵向等4个部位9个轴向的振动加速度.计算了座椅和驾驶室底板位置的联合加速度均方根值,并通过几何关系得到拖拉机质心处的垂向和俯仰角振动加速度以及加速度功率谱密度.实验结果表明:拖拉机振动加速度随行驶速度增加而增大,前桥加速度最大,座椅和驾驶室底板位置的垂向加速度较其他两个方向偏大,其联合加速度均方根值大于人体感觉极不舒适的标准.各轴向加速度功率谱密度的峰值均集中在3～5 Hz.     

压电加速度传感器冲击测量中低频失真的理论分析与实验验证

冲击谱是一连续谱,其频谱范围从零到无穷大。由于压电加速度传感器的频率范围有限,在冲击测量中不可避免地会产生频率失真,频率失真包含低频失真和高频失真。压电加速度传感器在冲击测量中的低频失真主要表现为基线不回零。分别从矩形冲击波、锯齿形冲击波和半正弦冲击波引起的传感器响应入手,定量分析了压电加速度传感器冲击测量基线不回零的问题,最后利用落体冲击试验台对理论分析进行了实验验证。     

压电加速度传感器的固有频率计算方法研究

针对压电加速度传感器在工程应用中的特点,从传感器的力学模型出发,建立数学模型,分析了基座、压电片、质量块对压缩型压电加速度传感器固有频率的影响,通过计算和仿真,得出了影响传感器固有频率的一些影响因素与变化规律。计算和仿真结果表明了计算方法的有效性。     

压电式加速度传感器振动信号采集系统

针对变压器产生的振动信号的特征,设计了一种基于压电式加速度传感器的变压器振动信号采集系统。以振动控制台为试验对象,利用此系统对控制台输出的振动信号进行采集,并用快速傅里叶变换对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明：该系统将压电式加速度传感器输出的电荷信号转换成了标准的电压信号,能够准确、实时地采集振动信号,为变压器故障在线监测奠定了基础。     

基于虚拟仪器的压电弯曲元测试系统研制

为满足土力学研究与岩土工程对土体剪切波速高精度测试的要求,基于虚拟仪器技术研制了一种压电弯曲元波速测试系统.该系统硬件主要由弯曲元传感器、功率放大器、电荷放大器、计算机等组成;测试软件采用LabVIEW虚拟仪器平台开发,利用计算机声卡实现了信号的发生、采集功能.该系统构建成本低,测试效率高,已在砂土剪切波速测试中得到了应用.     

基于PVDF压电传感器的车辆动态称重信号的研究

聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种高性能压电材料,非常适合应用于车辆动态称重的环境。针对PVDF传感器的特点,提出用阻尼振动模型分析PVDF传感器产生称重信号的过程,给出称重信号的频谱特点,并在自主设计的实验平台基础上对该信号进行测量。实验结果显示:相对于低频噪声,称重信号主要分布在高频段,该特点为滤除系统噪声提供了依据。根据该特点设计称重系统可以有效地减少算法设计的复杂度,提高系统的测量精确性。     

一种便携式工程机械振动信号采集系统的设计

设计了一种工程机械振动信号采集与分析系统,系统由加速度传感器、HS801虚拟测试仪、笔记本电脑等组成,通过用自带电源工作,携带方便,可以高精度、低成本地完成信号的实时采集分析,特别适用于机动测量;最后,给出一个利用该系统采集与分析工程机械振动信号的应用实例,获得ZL50型装载机操纵台的振动信号及频谱、功率谱。     

压电传感测试技术的应用研究进展

压电传感器以其独特的性能在减振降噪、健康监测、形状自适应控制、损伤监测等方面发挥着重要作用,综述了压电传感测试技术在航空航天、土木、机械、交通工程、铁路行车安全监测等领域的研究进展,并指出了今后有待进一步研究的问题。     

MEMS无线数显角度测量仪设计

针对双轴或单轴高精度角度测量的工况需要,采用8位单片机为主控芯片,高精度数字MEMS为传感器芯片设计了一种体积小、功耗低的无线数显角度测量仪.远端上位机通过ZigBee无线模块对测量仪进行操作和三维显示,同时集成OLED屏可就地显示测量数据.具有双轴±90°倾角测量和单轴绝对式0°~360°转角测量功能.测试结果表明:该测量仪测量精度为0.1°,具有较高的推广应用价值.     

悬臂梁压电式振动发电机材料性能优化研究

具有高能量密度的微型压电振动发电机可以无限、持续地为无线传感器网络提供能量。为了提高有限体积悬臂梁压电式振动发电机的发电能力,通过力学模型及有限元仿真分析了单晶片型式、双晶片并联型式和双晶片串联型式压电振动发电机的材料参数与输出电压及固有频率之间的关系。结果表明,在低频工作环境下,应优先选择PZT-4、PZT-5A、PZT-5H的压电材料和不锈钢、镍合金的基板材料。     

双通道压电式密度传感器的研究

在同一压电石英晶片上制备两个石英晶体谐振器 ,实验结果表明双通道之间的相互干扰可以忽略。在石英晶体表面修饰多孔TiO2 膜层 ,可大大提高传感器对液体密度的灵敏度。采用两个修饰不同厚度TiO2 膜层的双通道压电传感器的频率差作为测量信号 ,可以消除液体粘度的影响 ,并获得与液体密度有良好线性关系的工作曲线 ,实现液体密度的测定     

基于压电效应的FPGA降水粒子测量系统设计

降水粒子测量是气象观测要素中重要的组成部分。提出了一种基于压电传感器的新型感测方法,并依此设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的降水粒子信号采集处理系统。该系统对信号进行多路同步采集,并利用拟合所得的各路系统响应函数与各粒子响应函数实现对粒子的测量。系统实现信号全量程采集的同时有效降低了非线性误差。实验结果表明:该系统对于粒子直径观测误差小于±0.1 mm,具有量程宽、精度高、响应快、粒子判别准确等特点。