针对压电式加速度计的低噪声数据采集系统设计

压电式加速度计在振动噪声测量中广泛应用,但其通常输出阻抗高、输出信号微弱,需要设计专门的前置放大器与高质量的信号采集卡完成信号采集。设计了一种集成了高输入阻抗、低噪声前置放大器,并利用∑-Δ型ADC与FPGA构成的低噪声高精度高动态范围数据采集系统。经性能测试表明,该系统在55 kHz带宽内的自噪声有效值为9μV,动态范围为110 dB,采样精度优于0.1%,与振动噪声测量常用USB4431采集卡相比具有一定的优势,且该设计具有较好的多通道可扩展性,在振动噪声测量中有一定的应用前景。     

抗过载压电式工业装备振动监控MEMS加速度计的仿真分析与设计

针对工业装备振动监控对测振传感器的实际需要,设计了一种具有全方位抗过载结构的压电式加速度计,通过MATLAB对本征频率与灵敏度进行理论分析并做出结构参数优化设计,同时通过有限元分析软件ANSYS对所设计的传感器结构进行三维建模,添加力-电多物理场耦合等载荷进行静力、模态及动力等仿真分析,验证设计可行性,进一步确定结构参数,得出该结构压电式加速度计的本征频率、灵敏度及线性度仿真结果分别为29.8 kHz、0.2 m V/g和0.11%。     

压电式移相器的研究

对压电式移相器进行了研究，设计了具有放大特性的柔性铰链式移相器。采用了神经网络PID自适应控制方法，改善了非线性，降低了环境干扰的影响，提高了压电式移相器的性能。     

压电式静电发电机

美国马歇尔宇航中心研制了一种经过改进的可变电容式静电发电机,它能在比通常由静电发电机所获得的电流较大的情况下放出高脉冲直流电压(事实上是经过整流的交流电压)。该新型的静电发电机由于是依靠压电效应[注],使机械能直接转换成电     

微加速度计摆片质量的测量方法研究

梳齿式微机械加速度计摆片的质量是影响其性能的重要机械参数,获得实测值十分必要。提出一种基于开环频率响应试验和静态静电力试验求取摆片质量的方法,由加速度计的开环传递函数及摆片的力平衡方程,得到包含摆片质量的方程组,通过求解该方程组得出摆片的实际质量。对具体加速度计的试验结果表明,该方法能准确地估算摆片的实际质量,并能在制造现场使用,不需要特殊的测量环境和仪器设备,是一种简便而有效的试验方法。     

压电式静电发电机

<正> 美国马歇尔宇航中心研制了一种经过改进的可变电容式静电发电机,它能在比通常由静电发电机所获得的电流较大的情况下放出高脉冲直流电压(事实上是经过整流的交流电压).该新型的静电发电机由于是依靠压电效应,使机械能直接转换成电能,它既不需要变压器,也不需要笨重的高压整流器,因而重量较轻且较紧凑.     

无需绕组的压电式变压器

压电式变压器由于体积小、重量轻、无绕组的构造、效率高和功率密度大,正变得非常普遍,并将会很快在大多数便携式电子装置中取代传统的电磁式变压器。     

非线性压电式能量采集器

由于非线性技术可使压电式能量采集获得较宽的振动频率和较高的输出电压,本文基于非线性振动研究了一种压电式能量采集器。基于Duffing模型测试得到了非线性压电能量采集器的振动方程,对其振动特性进行了仿真测试。在不同永磁体间距的条件下,测试了非线性压电式能量采集器的开路输出电压,结果表明,当激振台加速度为20m/s2时,该非线性压电式能量采集器的最大输出电压从线性系统输出时的131V提高到208V,最大输出功率为43.264mW,主共振频率变化范围达到18Hz。该Duffing模型的结构可以在小范围内改变非线性压电式能量采集器的共振频率,同时提高其输出电压。     

压电式精密定位装置

随着各种精密制造业的发展,在工厂自动化、机电一体化的进程中,微米级、超微米级的精密定位技术成了重要的课题。目前,微小的定位动作多采用由电机把电信号转换成机械动作的方式。这种传动需要通过齿轮、轴等来进行,传动效率较差,同时还由于齿隙及装配间隙等,限制了精度和动态响应速度的提高。在需要高精度、高响应速度、高分辨率的直线运动时,逆压电效应的精密定位装置是一种理想的选择。这种装置被称为压龟转换器,由于它没有相对运动的零部件,传动效率较高,只要外加相应的电压,就可以得到满足各种定位精度要求的位移。其最大位移量由元件的构造决定,分辨能力理论上没有限制,只依赖外加电压的稳定性,能实现5nm/V 的控制要求.     

压电式加速度传感器的使用

本文叙述了安装方法对压电式加速度传感器频响的影响,探讨了安装误差及在特殊条件下使用时的注意事项。     

新型压电式速度传感器

美国本特利公司最近推出的一种用于机械振动测量的速度传感器Velomitor,其工作原理是采用陶瓷材料经过人工极化处理后作为压电晶体片,传感器安装在机器上后,随着机器的振动输出与振动加速度成比例的电压信号,此信号经过速度传感器内的低噪放大/积分混合电路转换成振动速度信号,可直接在双通道振动速度监测器上显示出来。 与传统的电动式速度传感器相比,压电式速度传感器的优越性在于内部无运动部件磨损,使用寿命长,可安装在机器的垂直、水平或其他任意方向,对于交叉轴振动不敏感,线性动态范围大、频率范围宽,价格便宜、安装方便,重量较轻(150g),特别适用     

压电式驱动器参数优化设计

根据压电效应理论设计出压电式驱动器。驱动器中悬臂梁的宽度、长度以及压电材料与非压电材料的厚度比例;对驱动器的输出位移有很大影响。利用MEMS专业有限元分析软件Conventor Ware,对压电式驱动器的各项参数进行分析,并对结构进行优化。     

压电式积累扭矩测试仪

压电式积累扭矩测试仪压电式积累扭矩测试仪采用压电式传感器作为传感元件，测量精度高，动态性能好，且工作性能稳定，寿命长。主要用于电动、气动冲击式（或称撞击式）螺刀积累扭矩的测量，也能测量静扭式（定扭矩）螺刀的最大扭矩。压电式积累扭矩测量仪可方便地安装在...     

基于单一敏感质量的三轴电容加速度计的设计

设计了一种单一敏感质量的三轴电容加速度计。该器件采用全差分电容的检测方法,满足了灵敏度的设计要求并解决了三轴的交叉耦合问题,其独特的单一敏感质量结构减小了器件的整体尺寸,降低了成本。器件由外延多晶硅工艺实现了18μm的厚度制作,降低了热机械噪声,增大了检测电容,提高了灵敏度、分辨率和可靠性。ANSYS仿真结果表明,器件在3个轴向的灵敏度一致性好,抗干扰,测试结果和理论分析相符。该加速度计结构工艺简单,在消费电子领域有较好的应用前景。     

压电式阻抗头的测量误差分析

本文提出了压电式阻抗头的简化力学模形,用机械阻抗的方法分析,清析地表达了压电式阻抗头在机械阻抗测量中的力和运动的传递过程并导出它的力的测量误差和加速度测量误差表达式     

压电式多维力传感器研究

针对传统压电测力仪有效测试区域有限、在不同测试位置输出结果不一致、扭矩值获取繁琐的等问题,基于传感器布置方式及石英晶片切型的特点,提出一种采用正八边形晶片的多维力传感器。在理论分析的基础上,通过计算仿真验证了正八边形晶片的设计合理性。对研制的多维力传感器进行了标定实验,标定结果显示：各传感器切向灵敏度高、各向线性及重复性好、向间干扰小,具有良好的测试性能。     

压电式超声振动系统开发设计

针对压电式超声振动系统中换能器和变幅杆的设计公式及步骤复杂的问题,提出利用软件的二次开发,在UG软件平台上研究振动系统的三维造型的方法.开发结果表明该方法可以很好的解决压电超声换能器和变幅杆在设计过程中存在的问题,简化了设计过程,缩短了新产品的开发周期.     

新型压电式车削测力仪

新型压电式车削测力仪采用对称的双弹性环结构,该结构的"推挽"特性提高了测力仪灵敏度和实现了传感器XY切型晶组温度自动补偿功能,降低了切削热对测力仪的干扰.同时利用有限元分析软件ANSYS,对测力仪弹性环结构进行了优化设计.静、动态标定的技术指标完全达到了实际工程应用的要求.