基于 PVDF 三维力传感器设计

在现代机器人技术和柔性电子应用中,迫切需要具有高灵敏度、良好灵活性和三维力测量能力的柔性触觉传感器。本文提出了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的触觉传感器,实现动态三维力测量。传感器由3个夹角为120°的PVDF压电敏感单元构成3个压力敏感区,3个压电敏感单元安置在聚二甲基硅氧烷(PDMS)半球型结构的底面。从PDMS半球顶部传递的三轴接触力引起3个压电敏感单元的电荷分量发生变化,从而计算出接触力的方向和大小。本文推导了基于3个压电敏感单元触觉传感器的三维力算法,对所制备的传感器进行了标定,实现了三维动态力的测试。结果表明,角θ的平均误差为7.75%,角■的平均误差为12.17%,力F的平均误差为7.48%。该三维力触觉传感器在穿戴式电子产品、健康医疗、人机交互等领域拥有很好的应用潜力。     

PVDF压电式谐振传感器在密度测量中的实验研究

密度测量在现代生产生活中占有很重要的地位,因此研究出能够快速精确测量密度的方法会极大地改善生活和生产质量。现利用聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的压电效应和逆压电效应制成薄膜压电式谐振传感器,用于气体或液体的密度测量,从而得出传感器谐振频率与被测气体和液体密度之间存在的关系。从实验和分析结果看,该谐振传感器可用于气体或液体的密度测量,且测量结果具有较高的分辨力。     

一种用于振动测量的新型PVDF传感器

PVDF(Polyvinylidene fluoride，聚偏氟乙烯)是一种新型压电高分子聚合物材料，它具有独特的压电效应，近年来应用十分广泛。通过设计正弦和余弦形状PVDF传感器，用来测量结构的振动参数，并以一维悬臂梁结构位移和功率流的测量为例进行了验证，实验结果表明：这种新型PVDF传感器测量方便、数据精确，同时还可以测量角位移、弯矩、剪力等其他振动量，功能齐全、应用广泛，具有重要的理论研究和应用推广价值。     

圆度误差的测量评述

介绍了几种典型圆度仪和圆度评定方法,分析了滤波对测量轮廓的影响,对圆度测量项目的细化和补充作了说明,给出了测头半径的选择原则。认为先进的计算机技术与圆度仪的配合使用可极大地扩展仪器的功能,提高测量的速度和准确度。附图３ 幅,表５ 个,参考文献３ 篇。     

基于PVDF的新型高速公路压电动态称重传感器

针对高速公路车辆超载严重的问题,提出了一种以压电薄膜聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)为敏感元件的新型高速公路压电动态称重传感器.分析了该新型传感器的工作原理,采用有限元分析软件ANSYS建立了传感器的机-电耦合模型,模拟得出了单片PVDF、双片PVDF串/并联情况下产生的电荷量.针对该传感器设计了一种简单调理电路,使PVDF的高阻抗输出变为低阻抗输出,并对所采集的电信号进行有效的放大.为验证该压电传感器方案设计的可行性,进行了室内试验和小型乘用车现场动态实测.试验结果表明,压电传感器具有较高的灵敏度,可以对车重进行实时检测和数据分析.     

PVDF传感器实现斜拉桥桥索张力在线监测

斜拉索是斜拉桥的主要承载部件，斜拉桥桥跨结构的重量和桥上活载绝大部分或全部通过斜拉索传递到索塔上，实时监测分布于大桥上的桥索张力变化，对于了解斜拉桥的健康状态，确保斜拉桥的安全是至关重要的。采用聚偏二氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride）通过监测应变得到拉索的振动信号，计算出拉索的张力，实现斜拉索张力的在线测量。     

孔的圆度自动测量系统

利用计算机和非接触位移传感器实现了孔的圆度的自动连续测量，不仅速度快、精度高，数据点任意设定，而且可进行实时数据处理和现场分析。     

基于PVDF的欠驱动多指手滑触觉硬件系统

为解决传统果蔬采摘欠驱动多指手抓取力控制精度不高的问题,提出了一种基于聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜技术的新型欠驱动多指手滑触觉系统,该系统由信号采集和信号处理两个模块组成;分别设计了滑触觉传感器,电荷放大、低通滤波、工频限波、电压放大等电路,并进行了捏取和抓取实验.实验结果表明,该系统能较好地控制多指手的抓取精度,实现无损伤抓取,且具有广阔的应用前景.     

在线圆度测量技术

在超精密加工中,采用三传感器误差分离技术,可以在线地同时测得机床主轴的回转误差及工件的圆度,并可定量地分析它们的频谱分量和相互关系。本文从理论和实验两个方面对该技术进行了深入的研究。首先用矩阵方法解决了长期以来不甚清楚的形状失真和参数选择问题,然后构成在线测量系统,在国产超精密车床上进行了大量试验,证明系统稳定可靠,测量精密度不差于0.02μm。测量的结果与英国Talyrond-73圆度仪的测量结果作了比较。     

孔径圆度自动测量及数据处理

传统的圆度检测手段存在效率低、设备投资大和互换性差等不同缺点。已有的自动检测装置要求测量装置中心与被测件圆心必须重合。针对上述问题提出基于计算机和传感器技术的圆度自动检测系统的设计。在检测装置中心与被测件圆心不重合时,利用软件根据检测数据计算被测孔圆心坐标,进而实现对孔圆度的计算,速度快,精度高。     

基于二次判别的高速主轴圆度检测系统设计

设计了面向高速主轴的圆度检测的接触式测量系统。基于采样截面系统传感器点数影响到测量精度和测量成本,介绍了基于全域插值理论的二次判别方法。实例验证了64点圆度的估计精度经济性和准确性最佳。     

虚拟圆度仪的研制

以美国NI公司的LABVIEW作为软件开发平台,采用研祥PCL818L数据采集卡作为前向通道硬件设计基础,辅以自行设计的信号调理电路,开发了虚拟圆度误差测量仪     

用虚拟仪器改造YD200A型圆度仪

对传统的YD200A型圆度仪进行了虚拟改造的可行性分析,给出了基于PCI总线的虚拟仪器系统的软硬件构成。用设计的虚拟仪器对轴的圆度误差进行了实际测量,结果表明与传统的仪器及其测量方法、数据处理方式相比,虚拟仪器构建非常容易,还实现了检测过程的自动化、数字化、智能化及可视化,大幅度提高了测量速度、数据处理速度及测量精度。     

基于两步法超精密圆度仪误差分离系统

基于两步法误差分离原理的圆度仪误差分离系统,克服了传统的“多步法”分离过程中存在的“谐波抑制问题”,缩短了分离时间,有效地抑制了分离过程中引入的测量噪声及系统漂移的影响。该装置不仅可以使圆度仪主轴回转误差从被测工件测量结果中可靠分离,而且整个测量过程实现了全自动无人操作,提高了系统的抗干扰能力及可靠性。     

基于激光三角法的圆度误差在线检测技术研究

提出了一种基于激光三角测距原理的圆度误差在线检测新方法。论述了检测系统的构成、测量原理和测量方法,讨论了主轴回转误差的分离,最后在普通车床上进行了实验验证,并用三坐标测量机作了对比测量,结果表明,两种测量方法的标准差均为0.75μm,两者间相对误差平均为4%。     

基于三坐标测量圆度误差测量点数的研究

在三坐标测量机上对不同对象的圆进行不同点数的均匀分布采样,根据采样数据用最小二乘法进行评定圆度,对其结果进行分析得出一些结论。     

圆度误差测量及误差分析

介绍了圆度误差的最小二乘法及其数学模型的建立 ,并分析了影响圆度误差测量的几种误差因素。     

基于误差分离技术的圆度误差在位测量

总结了现有用于在位圆度误差测量的误差分离技术,并对经典频域三点法、时域三点法、频域三点法的近似实现方法和频域三点法的改进实现方法的测量特点进行了评述。针对球度误差没有实现在位测量的问题,将圆度误差分离技术引伸到球度误差分离技术,并在理论上进行了探讨。     

圆度仪工作台系统设计及分析

设计了圆度仪工作台的机械结构,包括主轴系统的组成部件设计,调心、调平传动装置的设计。使用Pro/E建立其三维模型,然后导入ANSYS Workbench中进行有限元分析,得到了工作台的固有频率和振型图。结果表明,设计合理,为测量仪器及类似设备的工作台结构设计提供了参考依据。     

V形块定位的圆度误差分析

文中结合车间过程检测的实际,对在V形块上定位的轴承外圈的圆度误差进行了分析,得到了圆度误差的计算公式,并以此为基础,给出了棱圆度误差的推导公式.然后通过程序计算,找到了一个合适的测量偏角.这对于轴承过程检测具有重要的意义.