一种新颖的四梁式压电薄膜微型陀螺

利用压电陶瓷的特性 ,采用IC兼容的技术 ,设计并制造了一种新颖的压电薄膜微型陀螺 .在Pt/Ti/SiO2 /Si基底上以sol gel技术铺设了高质量的压电陶瓷薄膜 .基于压电反效应 ,微型陀螺在其谐振频率上被 0 .3V的交流信号驱动 .由其压电正效应 ,可检测到与转动角速度成正比的输出信号 .本文介绍了该微型陀螺的设计原理 .实验结果证实了理论预测 .     

基于PDT的压电双晶片传感特性分析

基于ANSYS的概率设计技术对压电双晶片位移型传感器的位移特性和灵敏度特性进行了有限元分析.求得了压电双晶片位移传感器灵敏度与双晶片的材料参数和几何尺寸的关系.分析结果对于压电双晶片传感器的设计和优化具有重要的工程意义.     

基于压电陶瓷的无线鼠标的设计

设计了一种基于压电陶瓷的无线鼠标,给出了具体的无线鼠标的技术设计方案.与现有无线鼠标技术相比,本无线鼠标无需外加电源,通过压电陶瓷发电装置将机械能转换成电能,省去了干电池或锂电池或蓄电池,具有一定的经济效益,节约了能源,减少了环境的污染.     

基于压电分支阻尼的多模态电路被动控制的研究和应用

该文对基于压电阻尼技术的结构多模态振动控制进行了探讨和研究,从理论上对其能量转换技术,即压电阻塞电流分支电路原理及其优化电路进行了分析和说明.最后以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁结构为例,设计了相应的阻塞电流分支电路,并对该结构的一阶和二阶模态振动控制进行了实验研究和数据分析.结果表明:可以对2个振动模态同时进行衰减,减振效果良好.     

基于刚架的压电驱动器驱动力试验研究

压电材料是一种新型智能材料,利用压电材料制成的压电驱动器具有良好的主动驱动效果.据此开展了基于刚架的压电驱动器驱动性能的试验研究.研究表明,压电驱动器的驱动力与输入电压大致呈线性关系,增加预紧力能在一定程度上提高驱动器的驱动力.在试验的基础上,应用数据分析软件,对压电驱动器的驱动力与输入电压之间的理论关系进行了数据拟合,建立了"驱动力一电压"控制方程.研究成果可为实现基于压电驱动器的智能结构主动控制提供基础数据.     

协同共振型薄膜体声波谐振器研究

随着通信行业和微电子技术的快速发展,以及第5代移动通信技术(5G)的发展趋势越来越明晰,对高频段的微型化射频滤波器的性能提出了更高的要求.生产基于体声波谐振器的滤波器成为最具有应用前景的技术.基于大量研究,总结了固体装配型的体声波谐振器(Solidly Mounted Bulk Acoustic Resonator,SMR)的制备优化技术,在压电薄膜粗糙度优化的技术基础上,提出了AlN-ZnO协同共振型SMR器件,解决了氧化锌薄膜压电性能不佳、c轴择优取向较弱的问题,制备了相应的AlN-ZnO协同共振型SMR,取得了较好的器件性能参数.串联谐振点品质因数Qs为616.2,并联谐振点品质因数Qp为429.4,机电耦合系数k2eff为2.27%.为SMR的制备和量产提供了一个创新的方案.     

采用等效结构参数的混凝土试块弹性模量监测

基于压电阻抗技术,对混凝土试块弹性模量在固化过程中的发展进行监测实验研究.用阻抗分析仪测得粘贴在不同配合比的混凝土试块的压电陶瓷片在不同龄期下的电导纳信号,对28d龄期内不同配合比的混凝土试块进行弹性模量测试.采用共振频率和等效结构参数来评价混凝土固化过程中的变化.通过回归分析建立等效结构参数与混凝土试块弹性模量之间的关系,监测混凝土弹性模量发展.结果表明:压电阻抗技术可用来监测混凝土弹性模量在固化过程中的变化.     

基于PZT的振动能量收集仿真系统设计及分析

通过学习压电能量的基础理论,分析建立压电能力收集装置的数学模型,了解现有的压电能量收集装置的频率方法,特别是实现响应的二自由度压电振子的设计方法.分析压电能量收集装置的基本特征,提出基于PZT的压电能量收集装置的建模方法,通过ANSYS有限元分析软件压电模块对等效电路进行模拟,并预测优化结构所能获取的最大能量.证实该分...     

一种新型压电舵机的设计

设计了一种由两组独立的压电角位移执行机构组成的基于压电致动器的新型电动舵机.压电致动器产生的位移经过杠杆机构放大以后转换为舵偏角的输出.推导了压电舵机的数学模型,在此基础上讨论了影响压电舵机性能的因素,并通过实验加以论证.研究结果表明所设计的压电舵机具有结构紧凑、体积小、质量功率比高、价格低、响应速度快等优点,适用于小型旋转制导弹药.     

金属颗粒分散压电陶瓷复合材料的压电性能

金属颗粒分散压电陶瓷复合材料是一种新型的3-0型压电复合材料,其有效压电性能受金属相体积分数的影响.利用基于格林函数的有效介质理论,结合由于金属相的弥散导致压电陶瓷内电畴的取向分布变化,对金属相体积分数对复合材料有效压电性能的影响进行理论计算.结果表明,复合材料的有效压电性能随金属相体积分数的增加呈下降趋势,理论计算和文献报道的实测结果基本吻合,表明该方法能够预测压电陶瓷/金属复合材料体系显微结构与压电性能之间的关系.     

横观各向同性压电矩形梁的精化理论

从横观各向同性压电矩形梁的二维问题出发, 得到了此问题的一维理论. 借助于横观各向同性压电通解和Lur’e算子方法, 不作预先假设, 从压电弹性理论出发, 构造了压电梁的精化理论. 基于压电梁的精化理论, 得出了不受表面横向载荷梁的精确方程, 并由两个控制微分方程构成：四阶方程和超越方程. 对于受表面横向载荷的压电梁, 近似方程可以直接从精化梁理论推出. 作为特例, 横观各向同性弹性梁的控制微分方程可以从相应的压电梁方程得出, 受均布载荷的简支压电梁还阐明了梁理论的应用.     

压电微滴喷射装置的设计

基于微滴喷射的快速制造技术是快速成形发展的重要方向之一,压电微滴喷射装置是其核心技术。该文建立了典型的压电微滴喷射装置模型,通过对腔体内部流体运动的简化,推导出形成微滴喷射的两个数学判据。在此基础上,提出了压电驱动器和腔体结构的设计方法,包括压电驱动器形式和材料的选择,压电驱动器变形量和工作频率的计算,研究了电源参数对喷射效果的影响。根据此方法设计的压电微滴喷射装置能实现黏度范围在0～100mPa.s内流体的可控离散喷射,喷射频率为0.4～1kHz,喷孔直径最小为0.08mm。     

线性变厚度压电层合矩形板的非线性弯曲

研究在横向载荷作用下线性变厚度正交对称铺设压电层合矩形板的非线性弯曲问题.基于Von Karman非线性板理论和线性压电理论,建立线性变厚度正交对称铺设压电层合矩形板的无量纲非线性平衡微分方程,且应用Galerkin截断方法进行求解.算例中,具体讨论了不同坡度、边长比、控制电压和压电层位置对四边简支正交对称铺设压电层合矩形板的非线性载荷-挠度特征曲线的影响.     

基于Y参数的压电变压器端口串-并联接特性研究

基于压电变压器的经典集总参数等效电路模型,压电变压器串-并联接的电气特性由导纳矩阵Y参数描述,导出了电压增益、输出功率和效率与单片压电变压器的模型参数和压电变压器联接个数的关系表达式,并采用径向振动型压电变压器模型参数进行了仿真分析.测试了电压增益为0.0816、输入和输出隔离的两片降压压电变压器,在相同负载20 Ω时,端口串-并联接后的电压增益达到0.0406.计算和实验结果表明,压电变压器端口串-并联接能够进一步提升降压比.因此,压电变压器串-并联接可以作为实现降压的一种方法.     

压电层合板的结构特性及优化分析

基于三维弹性和压电理论 ,用幂级数展开方法得到了压电层合板静态特性的三维解 ;给出了压电层与基体之间剪应力、位移、电势的三维分布图 ;讨论了工程中常用的 2类压电材料在感知和作动情况下沿压电材料厚度方向电势的分布情况 ,分析了电势可看作线性分布的条件 ;讨论了压电层及粘结层厚度变化对层合板变形的影响 ,并作了优化分析 .     

基于非线性的压电层合板弯曲

考虑几何非线性和非线性压电效应,研究了压电材料作为变形驱动器的压电层合板的弯曲,建立了基于非线性的压电层合板的广义本构方程.利用Ritz法得到悬臂压电层合板的弯曲变形与作用电场间的非线性关系.计算分析表明：在强电场的作用下变形会迅速偏离线性结果,此时必须考虑非线性压电效应,而线性分析只适合于低电场的情况.     

带压电层圆柱形杆中波的传播

基于Hamilton原理的矩阵形式,得到带压电层圆柱形杆中波传播的基本方程式;采用幂级数的不同幂次近似方法表达杆件中的位移函数;通过变分求得特征方程式;进而求得弹性简谐波在带压电层的圆柱杆件中传播时的频散关系和位移场.通过实例计算,得到了压电圆柱杆件中波传播的频散关系,讨论了压电层对波传播的影响.计算结果表明,这种方法能够得到较好的收敛结果.     

基于风致振动效应的压电能量收集器技术

在新型环境能量收集技术领域,风能和压电能量收集已成为一个研究热点,通过利用风能转化为振动能量,即风致振动效应是一个新的研究方向.为给风致振动效应的压电能量收集器的研究和应用提供参考,综合分析中外基于风致振动效应的压电能量收集器的研究现状和发展趋势.结果表明,风能到振动能量的转化过程主要以颤振、驰振和共振腔型的风致振动能量为主,振动能量到电能的转化过程以压电效应为主,磁电和摩擦发电为辅,对于要求高功率密度和高发电能量的场所,以共振腔型风致振动能量收集为主要的发展趋向.     

压电薄膜微机电加速度传感器的力学分析

基于压电薄膜的压电效应,研究压电薄膜微机电加速度传感器.对双层压电薄膜微机电加速度传感器进行静力分析,得到传感器方程,并进行数值计算.结果表明,随着压电薄膜厚度的增大,灵敏度随之增大,在一定厚度下达到最大值,随着厚度的进一步增大,灵敏度反而减小.然后进行动力分析,得到噪音、质量因子、最小可测信号等技术参数,并进行了数值计算.运用ANSYS软件进行谐响应分析,得到不同频率下结构的动力响应曲线.     

基于DSP石英晶片研磨的自动测控系统

提出一种在线检测石英压电晶片在研磨过程中频率变化的方法,以便自动控制晶片研磨厚度.以TMS320F240 DSP为核心构成测控系统,应用PLL锁相环技术产生晶片驱动信号,晶片在某一频率电压驱动下发生谐振,实时捕获谐振信号,经过信号处理,测出晶片频率.当频率达到给定值时,自动停止研磨过程.运行结果表明,基于此方法设计的晶片频率自动测控装置,响应速度快.精度高,并可实现石英压电晶体研磨过程自动化.