压电陶瓷压电应变常数d33的测试方法的研究

压电应变常数d_(33)是压电陶瓷的重要性能参数之一.为了寻找一种在不同要求条件下的最合适的d_(33)测试方法.本文调研了几种测量方法,并将它们作了比较.     

高应变载荷下压电传感器性能研究

压电传感器具有优良性能,可以同时应用于主、被动式结构健康监测技术中,但由于高应变载荷下压电传感器的性能会受到影响,限制了在实际工程中的应用。该文针对高应变载荷下传感器性能进行研究,提出通过增加胶层厚度和减小弹性模量,增强压电传感器的高应变承受能力。定义了阻抗信号变化指数和阻抗信号突变载荷,对压电传感器性能进行表征。实验结果表明,胶层厚度增加,弹性模量减小,会使阻抗信号突变载荷增大,压电传感器高应变承受能力提高。     

压电陶瓷材料电学性能参数测量研究

从双层压电梁在电场作用下的位移响应与电场的关系式出发，借助于试验数据逆推导出压电陶瓷材料的电学性能参数。位移响应的试验数据采用非接触激光测振仪得到。该文方法相对压电参数测量的静态法、动态线路传输法和动态电容法减少了许多中间测量环节和等效处理手段，且易于具体实施，相对于动态位移法又有更好的精度，为压电陶瓷类材料电学性能参数测量提供了一种全新的测量方法。     

利用激光干涉技术研究压电换能器的谐振特性

介绍了压电超声换能器的基本结构及振动模态，利用先进的激光多普勒干涉仪对自制换能器的谐振特性以及振动速度和位移分布进行了测量和分析，并与有限元分析的结果进行了对比，实验表明，实验测量模态结果与有限元分析结果基本相符，激光多普干涉技术是一种直观研究压电超声换能器振动的有效手段。通过有限元分析和先进测量手段的结合与对比，对换能器的设计和制作具有指导意义。     

压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0     

激光陀螺中压电陶瓷倾斜的测量

利用双元控制器探测激光束的位置变化，该激光束由一个用压电陶瓷驱动的镜片反射。反映压电陶瓷加电压后倾斜的双元探测器输出电信号由一个平衡电桥来测量。     

压电陶瓷点火器的研究

本文系统地阐述了压电陶瓷点火器的结构.工作情况以及点火效率.这可能对陶瓷点火器的生产有所裨益.     

压电等应变梁能量回收装置研究

针对应变分布对悬臂梁能量回收装置输出的影响,提出一种变厚度等应变结构,并用多层金属片构成的阶梯梁对该理想等应变结构进行近似.制作了4层阶梯梁能量回收装置,其中能量转换压电片采用压电纤维复合物(MFC).通过测量梁的应变分布和压电片输出,证明压电片能量在阶梯梁结构下是等截面梁结构下的2.89倍.     

压电变压器的研究和开发进展

压电变压器具有体积小、重量轻、效率高等特点，具有许多重要的应用领域。近年来，随着压电变压器在液晶显示背景光源中的应用，压电变压器开始进入一个大规模实用开发的新阶段。文章对压电变压器的研究及开发现状作了全面的总结和评述，并指出目前存在的问题和未来的发展方向。     

压电陶瓷在光纤光栅传感解调中的应用

光纤光栅(FBG)传感以其强大的优越性受到了社会的广泛关注,波长编码信号解调是实现光纤光栅多参量、多点分布式传感网络的关键技术.针对几种典型的光纤光栅解调方法做了简单介绍,重点分析了压电陶瓷在干涉解调系统中的调相测量作用.通过改变干涉系统的臂长差来产生一个动态的干涉信号,使干涉信号在时域上获得延伸,将包含被测传感信息的波长信号转变成相位信号;并用非平衡Mach-Zehnder干涉解调系统检测了应变信号,取得了较好的实验效果.实验测得系统的相位检测灵敏度为0.82 (° )/με,可用于静态应变和动态应变的检测.     

压电微悬臂梁共振频率的检测系统

介绍了一种压电微悬臂梁共振频率检测系统.压电材料沉积在微悬臂梁上,在压电层的上下电极之间施加交变电压使其振动,当微悬臂梁的振动频率等于它的固有频率时,发生共振,此时微悬臂梁的振幅最大.结合所设计的激励电路以及微悬臂梁共振频率检测电路,对压电微悬臂梁进行了检测实验.实验结果表明,放大电路能够检测出压电微臂梁的共振频率,并且压电微悬臂梁达到共振时,共振频率附近振幅远大于其他频率对应的振幅,振幅最大值接近600 nm.     

压电陶瓷驱动器三角波频率特性

给出了三角波驱动信号下d31悬臂梁式驱动器的工作特性和频率特性。由于三角波包含了许多频率为基频奇数倍的谐波分量,当某一信号的谐波频率接近驱动器的共振频率时,该频率的三角波就会引起驱动器的谐振。因此,可以通过采用对扫描反馈电压的波形进行快速傅里叶分析法(FFT)来获得压电陶瓷驱动器的共振频率,而且,可以获得避开驱动器谐振点的驱动器设计原则,即:fr<0.6fk。此外,本试验压电陶瓷驱动器输出波形的延迟和非线性度与其驱动三角波频率的关系为:随频率增加,延迟不断增大;频率较低时,非线性度很大,而且随频率增大而增大,当频率在80～120Hz时,非线性度出现极大值,此后,非线性度随频率增大而减小。     

高频压电陶瓷滤波器的研制

介绍了一种高频压电陶瓷滤波器的制造及其所用材料，这种采用双重能阱模式的陶瓷滤波器是用掺Ce和Mn的Pb(Zn1/3Nb2/3)(ZrTi)O3压电材料制造的，具有插入损耗小，阻带衰减大和温度稳定性高的特点。     

含金属芯压电陶瓷纤维的传感特性研究

压电陶瓷纤维(MPFs)是一种新型的智能材料。该文简述了其几何形状、制备工艺,从理论上分析了其应变传感原理。实验研究了MPFs的准静态、动态应变传感特性。研究结果表明,MPFs传感器灵敏度很高,静态响应的线性度很好,动态响应则有非线性和迟滞现象。最后探讨了MPFs的几何尺寸对传感性能的影响,分析了迟滞现象产生的原因。     

交叉指型电极压电振子的谐振特性研究

根据压电振子的动力学方程,采用有限元软件ANSYS对交叉指型电极压电振子进行了谐响应分析,得到了压电振子的横向振动响应,获得了分支电极参数对交叉指型电极压电振子谐振频率的影响规律.利用阻抗分析仪对交叉指型电极压电振子的谐振频率进行了实验研究,并与仿真结果进行了对比,两者基本吻合,验证了数值模型的可靠性.此外,研究结果还表明,采用较小的电极周期,可以明显降低振子的谐振频率,从而在相同的激励下,获得较大的作动应变.     

高频压电陶瓷谐振器的研制

介绍了试帛高频压电陶瓷谐振器的方法。通过采用能陷振动模式,优化预烧及烧结湿度和保温时间,并进行改性物质掺杂,制作出机械品质因数高、频率湿度特性良好的高频压电陶瓷谐振器。     

合成喷压电驱动器谐振基频的分析

由于合成喷的广泛应用,对它的关键部位：驱动器的输入参数优化显得非常有必要。文章从理论上分析了压电驱动合成喷的驱动器的谐振基频,发展了一种简单易行的传输线路法电路,并通过这个电路初步研究了合成喷压电驱动器,证实了理论分析的可行性,     

H形质量块对压电悬臂梁应变分布的均匀化

提出了一种新型悬臂梁式压电能量回收结构。该结构由普通的矩形梁和H形质量块构成。H形质量块包括两块分离的金属块,它们可提供较大的转动惯量。当受到激励时,H形质量块将在悬臂梁的自由端产生弯矩。通过选择两个分离金属块合适的质量比和整个结构合适的振动模态,悬臂梁的纵向应力分布将趋向均匀一致。分析了该结构并制作了一个原型进行了测试。实验结果同有限元分析一致。     

低频宽带陶瓷滤波器

介绍了一种中心频率为450 kHz,相对带宽大10％的低频压电陶瓷滤波器的设计.它具有低插损、高选择性及高稳定性的特点.该文通过利用两种机电耦合系数不同的压电陶瓷材料分别制备串臂陶瓷振子和并臂陶瓷振子,达到了小波动大带宽的设计结果,并找出了串、并臂陶瓷振子的最佳静电容比,解决了调试匹配难题;通过在陶瓷振子四周梅花成型方式的设计,抑制了谐波响应,提高了产品的带外寄生抑制;通过优化设计专用装连结构,在满足小尺寸外形要求下,保证了产品的可靠性.     

直管谐振式低频压电声能量回收系统

为了高效回收环境中的声能,基于阵列式压电换能器、直管谐振腔以及能量回收电路提出了一种声能量回收系统.当声波进入直管谐振腔,管中产生谐振驻波作用于压电换能器,将声能转换为电能.本文设计了能量回收电路并且进行理论、仿真分析实验研究了压电振子数量、声波频率、声压级对输出电压的影响,分析了负载电阻对输出电压及功率的影响.实验结果表明,该装置可回收不同频率的声能量,在声波频率为96Hz时发电效果最优.当入射声压级为110dB时,不使用能量回收电路,输出交流电压有效值最高达12.9V,输出交流功率最高达到799μW;使用设计的能量回收电路,最高输出直流电压为64.2V,最高输出直流功率为473μW.该声能量回收系统不仅可以作为声能量采集器,还能对无线传感节点等独立工作的微型电子系统供能.