SSN-A双向扭矩传感器的研究

SSN-A型双向扭矩传感器为国内最新研究成功的用于动态扭矩测试的基础元件。 动态扭振的检测,在国内一直是各个工程技术领域里急待解决的一个关键课题。 SSN-A型双向扭矩传感器采用石英晶体为信号转换元件,利用 6个 xyl(xo0)单元晶组构成一个纵向压缩效应的xy的组合晶组,用以检测轴向力FZ;利用6个xyl(yo0)单元晶组构成一个产生圆周切向效应的的yx组合晶组,用以检测扭转力矩 Mz. 研制过程中,确定单元晶组应以最大转换效率、最小干扰为其组合原则;探讨了各种组合方案;设计了一整套装架工艺手段和工艺规程;对大直径薄片形晶盒制作过程产生…     

压电石英晶体扭转效应的ANSYS分析

在通过各向异性弹性理论和麦克斯韦理论研究Y 0°切型石英晶片的扭转效应,得出其扭转应力场和非线性极化电场分布的基础上,利用AN SY S的耦合场分析验证了压电扭转效应的存在.通过建模、划分网格、求解和后处理几个典型的步骤得到Y 0°切型石英晶片的应力值和极化电压,显示其与所加载的扭矩值成明显的线性关系.而采用分割电极的方法进行实验,其数据也证明了理论分析及有限元分析的正确性.     

QCM传感器性能的有限元仿真分析

由于QCM传感器频率高、振幅小的振动难以观察,无法分析电极对传感器性能的影响.针对这一问题,通过引入了通用有限元分析软件ANSYS,在Workbench平台上建立石英晶片厚度剪切振动模式模型,分析了不同尺寸电极对QCM传感器性能的影响.仿真结果表明:电极直径增加会导致石英晶体的谐振频率下降;电极尺寸过大过小都容易导致寄生模干扰加强.     

三向力传感器标定算法的实验研究

为研究三向力传感器标定算法的有效性,设计一种非对称结构的三向力传感器,并对该传感器采用单向加载的方式进行大样本标定实验,将实验数据代入标定算法,得到该三向力传感器的标定表达式.再对传感器多次进行空间任意方向力加载,记录加载力大小和方向角,将加载时的三个应变输出代入三向力传感器标定表达式,得到标定结果.通过将标定结果与实际加载值进行比较,得出三向力传感器的标定误差.实验结果表明:该三向力传感器标定算法具有一定的标定精度.     

石英谐振器力灵敏度温度系数特性分析

力灵敏度温度系数是石英谐振器产生温漂的主要原因之一，而且这种温漂不能用差频方法消除，因此，它是影响石英谐振式力传感器测量精度的主要原因．文中给出了测量误差与力灵敏度温度系数之间的定量关系，并得到实验验证．阐述了力灵敏度温度系数的物理意义，分析确定了标定温度的方法．在一定温度范围内使用的石英晶体谐振器，既要有一定的分辨率，又要使其测量结果不受温度影响，为此提出了石英谐振器最佳取向选取原则．根据这一原则，找出了ＡＴ切型晶片用作力敏元件时的最佳施力方位角．为提高石英谐振式力传感器的测量精度提供了一个理论基础．     

积累式冲击扭矩测试仪研制

分析了冲击式电动扭矩测量的特点和现状,讨论了ＹＤＮ－１０Ｌ型积累式冲击扭矩测试仪的工作原理以及新型切割的晶花芯片传感器的关键技术;给出了测扭仪的静态标定,数据处理方法;推导出了积累扭矩测量的力学模型。该测试仪研制成功并在实践中得到了满意应用,解决了冲击式积累扭矩标定及测量问题。     

采用柔性铰链罗伯威尔结构的石英谐振式力传感器

介绍了一种采用柔性铰链构成的罗伯威尔结构和ＡＴ－切精密石英谐振器组成的石英谐振式力传感器。柔性铰链无间隙、无机械摩擦、充分体现材料的性能,传感器只由弹性体和谐振器两个部分组成,力的传递环节少,误差小可靠性高。通过调整柔性铰链的尺寸,可以得到不同量程的传感器。解决了整体式石英谐振式力传感器加工困难、成本高和组合式环节多、精度不高的缺点,为石英谐振式力传感器找到了一种较为合适的结构,使石英本身优良的性能得到发挥。研制了精度较高、成本较低、数字量输出的石英谐振式力传感器,并且给出了传感器的精度指标。     

基于有限元分析的石英晶体微天平电极结构优化设计

针对某些电极结构会破坏石英晶体微天平厚度切变振动模态单一性的问题,该文提出了基于有限元分析优化设计电极结构的方法.该方法直接对原始问题的机电耦合进行三维分析,计算出更加准确的设计参数.基于有限元分析软件ANSYS10.0对石英晶体微天平进行三维建模,验证了建模的正确性,并对不同电极结构尺寸进行仿真计算,对出现的耦合情况进行了分析,通过实验结果对比,提出较佳电极尺寸结构为厚度100 nm,半径3 mm;为解决金电极能陷效应不够理想的问题,提出在晶片上下表面筑平台的设计,有限元计算结果表明此设计能改善电极区的能陷效应,并且较佳平台高度为9.8 μm.     

矩形AT切割石英晶体谐振器的振动分析与设计

随着石英体波谐振器向小型化和高性能方向的发展 ,控制晶片中的模式耦合问题便成了保证晶振性能的关键 从R .D .Mindlin的两维方程入手 ,分析了AT切石英晶片中的振动模式 首先得出了无穷大晶片中的色散关系 ,继而又得到了矩形晶片振动频率和长厚比 (晶片的长度与厚度的比值 )、宽厚比 (晶片的宽度与厚度的比值 )之间的关系 ,并与实际生产中所采用的数据进行对比 ,符合得十分好 最后以计算结果为指导 ,举例了一种 4MHz谐振器的分析设计     

YDS-Ⅲ79B,YDS-Ⅲ79K型石英晶体三维力传感器的设计与研究

本文着重叙述了三维压电石英力传感器的原理和优点，介绍了所研制的 ＹＤＳ－ Ⅲ７９Ｂ及ＹＤＳ－Ⅲ７９Ｋ型三维力传感器的结构设计、工艺特点、压电效应与晶片切 型的选择，并对传感器在力、电转换过程中可能出现的一些问题，从各个方面进行了 分析，指出了解决的途径和可能采取的方法。 本文最后介绍了该传感器的标定及其技术指标、三维力测试系统及其应用举 例．     

挠率引力效应和它的背景

两类挠率源被讨论，它们分别是宏观转动和排列自旋．在狄拉克粒子作为直接探测体，挠率自旋效应的测量受到较大背景的强烈限制，它们是磁自旋和转动自旋．增加挠率源等价于增加背景本身．因此，新发现的有挠引力结论是，任何狄拉克粒子实验没有希望给出挠率的直接证据，这排除了很多有希望的挠率测量建议．最近提出的挠率间接证据被评论．     

全悬挂转炉扭力杆和耳轴的扭转刚度分析

介绍了全悬挂转炉倾动机构以及扭力杆抗扭缓冲装置,分析了扭力杆和耳轴的扭转刚度,为扭力杆和耳轴的设计制造和安全运行提供了理论基础,最后以实际生产项目为例对扭力杆和耳轴进行了刚度校核。     

Detection of human fibrin by immunological piezoelectric quartz crystal microbalance technique

The detection of human fibrin has been performed by immunological piezoelectric quartz crystal microbalance technique. Anti-fibrin antibody was immobilized onto the gold electrodes of a 9 MHz AT-cut piezoelectric quartz crystal with bovine serum albumin adsorption, followed by glutaraldehyde cross-linking. The antibody-bound crystals had good response to human fibrin in the concentration range of 10⁻⁴∼10⁻¹g/L. The sensor system had good selectivity. The crystal could be regenerated nearly 10 times without detectable decrease of sensitivity. Supported by The National Natural Science Foundation of China Pei Renjun: born in Nov. 1971, Ph. D. graduate student     

采用微线结构传感器的高压电机定子绝缘监测系统的研究

局部放电在线检测技术是高压旋转电机定子绕组绝缘监测的有效方法。介绍了一套对大型汽轮发电机和高压异步电动机进行在线局放检测的系统 ,该系统采用一种基于微线理论的新型放电传感器 (简称 MSL S)获取局放信号。详细地研究了该传感器的特性 ,并在实验的基础上研究了该系统的抗干扰能力 ,结果表明该系统有更好的抗干扰性能。同时 ,对放电量的标定问题进行了讨论 ,指出检测系统的输出信号受检测电路的频率特性、局放信号本身的频谱和从放电点到传感器的传递函数诸因素的影响。对于电机这一类绕组型的绝缘结构 ,视在放电量的标定是与放电点的定位密切相关的。     

双液隔电极式压电化学传感器的振荡频率特性研究

在双液隔电极式压电石英传感器ＤＬＥＰＱＳ的等效电路模型的基础上建立了双ＥＳＰＳ的振荡方程，导出了ＤＬＥＰＱＳ振荡频率与溶液参数之间的理论关系式，并经实验证实，还对ＤＬＥＰＱＳ与ＳＬＥＰＱＳ的响应性能进行了比较。研究结果表明，随溶液电导率的增加，ＤＬＥＰＱＳ的振荡频率先下降而后上升，且在低电导率溶液中振荡频率与电导率之间有近线性关系；随溶液介电常数、粘度、密度的增加，振荡频率下降。并将ＤＬＥＰＱＳ应用于表面活性剂在石英表面吸附量的现场测定。     

实况测试拖拉机驱动轮扭矩的传感器研制

阐述了研制实况测试拖拉机驱动轮扭矩传感器的必要性和方案选择,并结合东风-50拖拉机,介绍了这种传感器的设计和研制方法及传感器的标定结果和使用情况。最后指出:这种传感器的设计、研制方法,还可作为其它有关车辆驱动轮扭矩测试的参考。     

平板式压电四维力/力矩传感器的研究与开发

针对弹性体式多维腕力传感器存在的瓶颈矛盾,提出了一种新型平板式压电四维力/力矩传感器。介绍了传感器的结构和工作原理,讨论了石英晶片组的选型和空间分布形式。推导出了传感器的数学模型,建立了传感器的有限元模型,并加工出了传感器实物。得到了传感器力/力矩输入与电压输出之间的关系曲线、电压灵敏度、电荷灵敏度、维间干扰等重要指标。结果表明:传感器结构简单合理、数学模型正确、加工工艺性好、线性度好、刚度高、固有频率大于30kHz、未使用退耦矩阵时的维间干扰小于3%。满足传感器的设计指标。     

压电传感器在血浆粘度检测中的应用

利用液体阻尼效应压电石英晶体传感器原理，开发了一种用于血浆粘度测量的生物传感器。阐述了该传感器的检测原理，同时介绍了探头和振荡电路的设计方法。实验表明，传感器的最大频移值与血浆粘度和密度的乘积的平方根值存在很好的线性关系。与现行的方法相比具有简单、灵敏、在线等优点。     

旋转机械轴系扭振频率微弱信号的混沌检测方法

利用Duffing随机方程的混沌特性,提出了应用于旋转机械正常扭振频率微弱信号检测的方案。分析了应用Duffing随机方程的检测原理,给出了一种将旋转机械正常运转条件下的扭振响应传感器信号作为Duffing方程周期策动力的摄动,使信号中包含的旋转机械扭振频率在幅值较小时也能得到检测分离的方法。该方法对非检测频率的噪声信号具有免疫力,仿真分析结果表明了所提方法的可行性。     

羊绒纱线的扭转及扭矩松弛性能

采用带有热箱，可通蒸气的扭转平衡型扭矩测定装置，对比测定，研究了羊绒，羊毛纱线在标准温、湿度及湿热条件下的扭矩－捻回数关系和扭矩松弛性能，并测试分析了预加张力对羊绒纱线扭矩松弛性能的影响。