压电薄膜振动传感器灵敏度与频响标定研究

近年来,压电薄膜振动传感器发展十分迅速,已被广泛应用于结构健康监测、医疗电子、加速度、器件振动等测量。该文针对压电薄膜振动传感器的性能检测,设计了一套以可调频激振台作为核心的压电传感器灵敏度与频响特性标定装置。振动信号由可调频激振台提供,标准压电传感器与自制传感器同步进行振动测试。测试结果表明,该装置可方便地实现对被测传感器灵敏度和频率响应特性的标定。标定系统整体设计简单,操作方便。同时系统体积小,稳定性高,测量误差小,便于对各种类型的压电振动传感器进行检测,具有很强的实用性和广阔的发展空间。基于该系统对自制压电薄膜传感器性能的标定,研究了压电薄膜传感器灵敏度的影响因素。     

压电惯性式振动加速度虚拟仪器测控系统

基于虚拟仪器技术研发了压电惯性式振动加速度测振系统,分析了压电惯性式振动加速度传感器的力学模型、工作原理及其测量电路,在信号处理中运用了相关滤波原理.试验结果表明,采用高速数据采集卡、压电传感器及LabVIEW2010软硬件平台实现了准确、高效、实时的自动化测振系统.     

激光-CCD微位移传感器测振研究

本文介绍了利用激光-CCD微位移传感器测振的原理和方法。这种测量技术适用于检测较大的振幅值(>60/Am)。在60～800/bm范围内,最大绝对误差<10灿m,相对误差<6％。     

分布式全光纤微振动传感器研究

振动主动控制是消除干扰和提高机械加工精度的主要手段之一。振动主动控制的前提是对频率在5kHz以上微振动信号进行准确测量。针对现有光纤光栅传感器在测量高频微振动信号上存在的频率低、结构复杂、无法分布式测量等不足,采用频率调制连续波(FMCW)技术结合光强度调制,设计了一种全光纤分布式微振传感器,并通过压电换能器(PZT)微振测量实验和仿真对传感器的性能进行验证,能够分布式测量频率最高为60kHz的微振动信号。     

新型的激光Doppler测振装置

本文介绍一台激光Doppler测振装置,提出了一种新型的带微机的计数处理方法,该装置的优点是可同时测量振动物体的振幅和振频,测量精度高,装置简单可靠,使用方便,应用面广.     

基于隧道效应的纳米级振动传感器的研究

从研究STM仪器对振动的敏感性出发，对基于隧道效应的纳米振动传感器的理论、技术及实现方法进行了初步的研究和探索，研制了具有压电陶瓷结构的传感器样机模型，并进行了振动检测试验。结果表明，基于隧道效应的测振传感器具有很高的灵敏度、良好的频率特性和与STM仪器一致的振动响应特性。     

一种硅微机械谐振器的单光源激振测振方法

提出一种用于硅微机械谐振传感器研究的单光源激振测振新方法,即微谐振器的激励及其谐振信号的测量使用同一光源。该方法采用全光纤斐索干涉仪结构,将干涉信号与光源强度变化信号进行运算后,通过选频技术解调出谐振器的振动信息,同时采用贝塞耳函数比值法扩大了振动幅度的测量范围,省去了一些难以获得准确数值的工作参数的计算。采用该方法实现了微悬臂梁结构形式的谐振器件的单光源激振与测振,获得了器件的谐振频率约为8.81kHz以及谐振状态下的振动幅度约为135nm。实验结果与采用其他双光源激振测振方法基本一致,新方法的可行性得到了验证。     

压电振梁及振动角速率传感器

研究了一种由石英做成的音叉角速率传感器。音叉平面内参照振动的激励和对该平面法向振动的检测都利用了压电效应。二次振动的振幅正比于所施加的角速度。为了使器件能经受恶劣环境条件,结构设计为刚性的。这就意味着,振动唯一的有效部分是音叉的叉头部分。借助于唯象的压电振梁的理论,预测了传感器的性能,该理论表明,这足以用来研究振梁横切面的二维(2—D)介电场,从而得到压电等效元件的值。无须采用计算机程序,便可得到这些预测值。预测值被证明与测量值比较吻合。     

MEMS矢量传声器研究进展

矢量传声器由声压传感器和质点振速传感器复合构成,可时间同步、空间共点测量声场声压标量及质点振速矢量信息,在开展振动噪声监测、被动声测定位以及声全息成像等相关声学测试方面有着独特的优势,因而具有重要的工程应用价值.质点振速传感器是矢量传声器的核心部件,具有偶极子指向性,可直接感测声场质点振速各正交分量.基于此,介绍基于微...     

激光杠杆位移测量仪的研制及应用

首次以杠杆原理制作的澈光位移潮量仪已于1983年10月研制成功。它在自重轻、超低频振动物体的振幅测量和测振系统传感器的标定等方面显示了现有方法无可比拟的优点。测量相对误差〈1．7％。     

一种换能器频率跟踪与振幅稳定方法的研究

针对超声波换能器工作过程中换能器的谐振频率漂移及其振幅不稳定问题,对一种同时实现振幅稳定和频率跟踪的方法进行了研究。通过正交相关法对换能器匹配网络的复阻抗幅值与相位进行分析。通过比例-积分-微分(PID)控制算法对超声波发生器输出电压的频率和幅值进行调节,从而实现换能器频率的跟踪和振幅稳定。对频率28kHz的换能器进行了实验,实验表明,正交相关法和PID控制算法的结合能实现换能器的谐振频率跟踪和振幅稳定。     

小型压电式超声微幅振动试验台的分析与设计

通过对压电直梁弯曲振动特点进行分析,用有限元分析软件设计出一种结构简单的小尺寸压电式超声微幅振动试验台.该试验台主要由压电直梁、T字型台面及两端附加质量组成,利用压电直梁的奇数阶弯曲振动模态实现梁中间处的台面在竖直方向上的简谐振动.样机的测试结果表明,试验台输出频率涵盖范围广,台面振幅分布均匀度较好和振动幅值精度较高,可作为一种实验平台用以研究超声电机及超声振动输送(给料)中的动态接触问题.     

基于Android平台下电机振动信号检测系统的设计

介绍了一种在Android平台下智能手机内嵌加速度传感器的应用,将传感器检测到的电机振动加速度信号转换为速度信号,绘制速度信号动态时域波形图,可初步观测到电机的运行状况。为了进一步分析电机运行状况,需分析速度信号的实时频谱,为判断电机是否故障提供数据。     

GaN基p-i-n器件振动噪声研究

振动环境中,GaN基p-i-n器件的噪声会急剧增加,这限制了器件的探测能力。利用力锤和振动台分别模拟冲击振动和随机振动环境,研究了器件噪声在不同振动条件下的变化规律。实验结果表明,在冲击振动中,器件噪声呈现出周期特性,但噪声幅度随着时间减小。器件噪声主要的频率成分为429Hz,此频率下的器件噪声与激励力的大小、振动加速度的幅度成线性关系。随机振动的实验结果也表明,振动环境中测量到的噪声随着随机振动功率谱密度的增大而线性增加。     

一种新型柔性夹持高频超声换能器设计

为了提升高频超声换能器输出振幅与超声能量的传输效率,该文提出了一种新型柔性夹持高频超声换能器,并基于模块化设计思想,综合机电等效法、四端网络、有限元分析及柔度分析技术,系统建立了此类型高频超声换能器的设计方法,制作了换能器样机,搭建了换能器电学、动力学特性测试平台。激振实验表明,柔性夹持换能器输出端稳态振幅较传统夹持换能器提升了38.55%。换能器输出端动态振幅信号时域、频域分析结果表明,将柔性铰链机构和传统法兰夹持结构相结合,通过引入柔性转动副,柔性夹持换能器超声能量传递效率提高了5.16%。这表明柔性夹持法兰能够提升夹持结构的运动解耦能力,具有一定的应用前景。     

应用压电器件实施丝振主动控制的研究

本文提出利用压电传感器和致动器主动控制技术解决线切割机的铝丝振动问题。实验结果证明：主动控制技术可以有效地抑制钼丝振幅值与提高加工质量。     

Vibration monitoring of motorized spindles using spectral analysis techniques

High speed machining (HSM) technology is used in a broad range of applications to machine ferrous metals and nonmetallic material. The motorized spindle is one of the major elements to keep the machine running at high productivity. Though the motorized spindle will generate high power and torque at high speed, high removable rate, but the thermal characteristics are more dynamical, speed-dependent and non-linear. The air gap between rotor and stator changes with speed and time, the expansion of rotor, the highly complicated mechanical coupling as well as interface of the mechanical structure. All these factors create centrifugal force to the rotating bearings which not only heat these bearings up, causing bad tolerance, but also create the vibration problem. The worse situation may cause the bearings choked.In this paper, a piezo transducer is used to check the spindle vibration. Once the spindle is out of balance, the transducer gives a dialog response to computerized numerical controller (CNC) which is set with a control level. Based on ISO standard, 2 mm/s is the max acceptable vibration and designed in accordance with 2 V output voltage. Any higher voltage will enable the CNC shut down the spindle before the bearings are damaged. This new concept will prevent spindle from turning dead. As a result, the spectral analysis techniques can record the condition of spindle rotation even under the condition of misoperation.     

多谐振纵向振动声换能器研究

声换能器的工作频带越宽,其所能发射和获取的信息量就越大。将目前热点研究的纵向振动换能器结构形式和换能器新型有源材料稀土超磁致伸缩材料加以结合,提出一种多谐振稀土纵向振动声换能器,通过理论分析,并应用ANSYS有限元软件仿真计算,实现换能器的小尺寸化,达到大功率超宽带发射的工作性能。     

超声键合换能系统中劈刀的振动特性分析

阐述了Lyapunov指数作为振动信号的混沌判断原理,并对换能系统的振动信号进行分析与研究,计算了换能系统在不同加载压力下劈刀的振动时间序列的Lyapunov指数.结果表明振动信号中的最大Lyapunov指数均大于0,根据混沌理论可以判定换能系统振动信号中存在混沌现象,应该采用混沌的方法研究与分析换能系统振动信号.通过不同加载压力下的振动速度信号的RMS值与最大Lyapunov指数的比较,发现两者随压力变化趋势相同,为进一步研究超声引线键合换能系统的振动特性提供了有价值的参考.     

直线式压电超声振动减摩试验机构的研究

分析了超声振动的减摩机理和振型、振幅等因素对减摩作用的影响,认为超声振动使用摩擦面间的实际接触面积显著减小是导致磨擦力显著下降的主要原因。设计制造的直线式超声振动减摩试验机构具有一定的减摩作用,当信号源驱动电压为１６０Ｖ时,超声振中使磨擦系数降低约６３％。