石英音叉陀螺阻抗特性的实验研究

为改善石英音叉的质量,提高陀螺性能,采用了质量平衡调节叉指对称性的方法改善音叉阻抗特性,测试了阻抗特性对音叉驱动及机械耦合误差的影响.实验结果表明,通过对驱动叉指的对称性进行质量平衡调节,驱动叉指的品质因数明显提高,驱动电压明显下降,机械耦合误差也得到有效消除,音叉阻抗特性得到改善.     

双H型石英音叉陀螺驱动信号频率跟踪算法的研究

为提高双H型石英音叉陀螺驱动信号的稳定性,基于DSP设计了一种数字化闭环控制电路,依据双H型石英音叉陀螺在串联谐振频率点处工作时驱动叉指振动的幅度随频率变化的影响最小,通过相位控制实现了驱动信号频率的跟踪,并利用希尔伯特变换产生了一对正交的参考信号用作相位检测.实验结果表明,双H型石英音叉陀螺工作稳定后,驱动信号频率跟踪算法的相位标准差为4mrad,精度达到0.003 4Hz.     

微石英音叉陀螺激励与检测电极的研究

根据弹性力学和静电理论建立压电梁弯曲振动时晶体内电场分布的泊松方程,研究微石英音叉陀螺不同形式的激励与检测电极的性能,对泊松方程求解,得出了几种典型电极形式下压电梁内电场的分布表达式,计算驱动电极的等效体力和检测电极的压电电流。根据等效体力和压电电流的大小确定出了最佳驱动电极和检测电极的形式,给出了微石英音叉陀螺电极性能的研究方法。     

双H型石英陀螺耦合信号的分析模型

针对现有模型不能完全解释双H型石英音叉耦合信号某些特点的问题,提出一种分析双H型石英陀螺耦合信号的分析模型. 通过对耦合信号的机理分析,将耦合信号分为静态耦合信号和动态耦合信号,分析了各种耦合信号产生原因及与驱动信号的相位关系. 对静态耦合信号和动态耦合信号分别进行了实验验证,实验结果表明:静态耦合信号与驱动信号同频、同相、同波形,在检测正负两极呈共模状态,动态耦合信号与驱动信号同频,相位不正交,检测正负两极信号幅度不对称,驱动信号频率对动态耦合信号与驱动信号的相位差影响很大.      

微石英音叉陀螺角速度信号提取方法的研究

研究微石英音叉陀螺的工作原理和微弱角速度信号的提取方法．从石英音叉陀螺敏感振动的近似动力学方程出发，推导了由哥氏惯性力引起的稳态和暂态振动信号以及陀螺检测输入角速度的灵敏度，并分析了材料各向异性与加工误差引起的正交误差信号特点，在此基础上分析了包含角速度信息的稳态信号与暂态信号、正交误差信号的差异，指出利用相关检测技术可在强背景噪声条件下提取出角速度信号，并通过数字仿真验证了角速度提取方案的可行性．     

石英音叉扫频及性能测试教学科研系统

为了测定石英增强光声光谱气体传感系统的谐振频率与品质因数,同时服务于《高频电子线路》中R-L-C选频电路的教学需求,促进教学与科研的充分融合,设计并实现了一种石英音叉扫频及性能测试系统.首先分析了石英音叉的R-L-C电学模型,采用Matlab软件对模型做了仿真分析.研制了跨阻放大电路,用于放大正弦激励或外加声场作用下的...     

双端石英音叉力敏传感器的原理与设计

对双端石英音叉横向弯曲振动的原理、力频特性、激励方式、电极的设置、制备方法及实验结果进行了深入的分析与讨论。用光刻、化学腐蚀、离子溅射和激光调频等技术在一个石英扯上要同时设计和生产出几十个甚至上百个超不型的双端石音叉。刻音叉作为力敏传感器，在压电数字线性加速度计和精密数字天平中有着广泛的应用。     

用于微石英陀螺质量修调的微电镀实验研究

为了消除微石英音叉陀螺中存在的机械耦合误差,采用了质量修调的方法. 运用微电镀工艺在音叉叉指上制作金质量块,通过正交实验,讨论了温度、电流和搅拌速度对电镀质量块粗糙度和厚度的影响,并分析了电镀层厚度与时间的关系,确定了工艺参数,其中温度控制在70 ℃、电流设定为5 mA、搅拌速度设定为900 r/min、所需电镀时间为130 min. 后经过初步激光修调,使得机械耦合误差由1.840 V减小到0.132 V,提高了陀螺性能.      

微机械振动陀螺隔离耦合的结构设计

微机械振动陀螺是新型的惯性元件,其误差源主要有微机械结构的Brownian噪声、电路噪声、机械耦合误差,以及电子机械耦合误差等,这些误差严重影响着陀螺仪的精度,由于制造误差等引起的机械耦合误差,可以通过改善陀螺仪的结构来减小耦合误差,文中从结构设计方面,提出单级隔离耦合和双级隔离耦合的结构方案,有效减小机械耦合误差,提高了精度。     

微石英音叉电学参数的有限元分析

以U形石英音叉为例，用耦合电压自由度的方式模拟电极，提出了石英音叉的静态集总电容模型，用有限元分析中的静态分析方法计算了静态电容参数．通过对电极作短路和开路处理，分别用模态分析和谐波响应分析方法计算了石英音叉的本征频率，两种分析计算结果相同．根据本征频率计算了石英音叉的动态等效电路参数，计算值在实测值的离散范围内．最后综合运用模态分析、谐波响应分析方法计算了石英音叉传感器的电压和电荷灵敏度；可为设计传感器放大电路提供必要的参考。     

激光激励下石英音叉的振动分析与测量

针对民航客机微量爆炸物的检测这一难题,对采用石英音叉的光声信号探测原理进行了分析,对光声光谱遥测的光路进行了简化,减少了激光能量的损失,然后建立了实验系统,对石英音叉在激光直接激励时的幅频特性进行了测试,探讨了激光光照位置对于石英音叉振幅的影响。结果表明,当激光光斑在石英音叉叉臂根部偏上约0.2mm处时,石英音叉振幅达到最大值,激光光斑继续向上移动,石英音叉振幅减小,验证了石英音叉振幅与激光功率成正比这一论点。该研究为后续开展远距离光声光谱遥测奠定了基础。     

微机械音叉陀螺仪的研究

微机械音叉陀螺仪是一种用于测量角速度的微型惯性器件,在许多领域都有极其广泛的应用,是当今微米／纳米技术发展的一个主要方向。本文论述其结构组成,分析了其工作机理,探讨了其检测电极的最佳间距,并给出了提高其灵敏度的途径。     

一种石英晶体谐振器频率粗调机系统

设计一个基于单片机及OPLD的针对32768Hz石英谐振音叉片进行自动加工的机器,该机器用于实现对石英音叉片谐振频率及阻抗的磨削调整。分析了机器结构及磨削机理,并根据多个参考变量设计加工算法以提高加工效率与产品精度。通过一个串口通信网络实现多机器的加工数据通信以增强生产管理效能。