压电传感器

摘要： 示波器的原理和使用是大学物理实验教学的一个基础实验项目.传统的教学仅限于向学生介绍示波器显示波形的原理,测量信号电压、频率和周期等参数,以及采用利萨如图形测量待测信号频率等内容.随着科技的进步,传统的模拟示波器已经逐步被数字示波器所替代,一些高校实验项目也做了相应的调整.本课题探讨数字示波器的实验拓展,即结合压电传感器采集人体不同部位的脉搏信号,并通过对采集多组信号的数据分析,讨论脉搏信号特征与人体部位、性别以及时间段的关联性.

摘要： 针对铝合金含孔结构腐蚀损伤监测,提出一种基于Lamb波的腐蚀损伤识别方法。采用一发一收形式的压电传感器布局以及ScanGenie-II集成结构健康监测扫描系统。激励中心频率为50~200 kHz的Lamb波信号,采样频率分别为12×10^(6)s^(-1)和24×10^(6)s^(-1),并提取Lamb波在不同类型损伤情况下的S_(0)和A_(0)模式波包进行分析。研究结果表明:Lamb波S_(0)模态直达波对腐蚀所致疲劳裂纹扩展损伤敏感,随裂纹扩展,S_(0)模态直达波幅值逐渐降低;Lamb波A_(0)模态直达波对腐蚀损伤敏感,随腐蚀面积增大,A_(0)模式直达波幅值逐渐增加;随腐蚀深度增加,A_(0)模式直达波幅值逐渐降低。提取Lamb波特定模式波包的特征参数,并计算损伤因子,建立损伤定量模型可预测损伤尺寸。

摘要： 介绍一种心率算法,应用于基于压电传感器的智能床系统。压电传感器安装在智能床床架上,并透过床垫接收人体振动信号。由于床垫厚度、材质差异,人体睡姿及传感器安装位置等影响因素,传感器采集到的人体振动信号波形差异很大。介绍的该心率算法,第1部分:信号预处理算法;第2部分:传感器信号存在3种主要情况,即心率信号较强,心率、呼吸信号并存,心率信号较弱,预处理后,信号一方面采用直接求解BCG(Ballistocardiogram)信号周期计算心率;另一方面采用求二阶导数,经验模态分解,希尔伯特变换算法,剥离出心率信号后,通过自相关算法求解BCG信号周期计算心率;第3部分:标记,评价计算过程产生的数据,估计最终心率。该方法能测量人在平躺时静息状态下的心率值,是一种有效的心率参数计算方法。

摘要： 为实现飞机表面积冰厚度非接触式高精度测量,建立压电传感器、铝板及冰层组成的有限元仿真模型,通过机电阻抗分析法研究了飞机结冰厚度对系统谐振频率及阻抗的影响规律,获得压电传感器设计参数;搭建地面冷环境实验平台,采用阻抗分析仪测量不同结冰温度和积冰厚度作用下的系统谐振频率。结果表明:基于压电传感器的谐振探测法能够有效测量基体表面0.2~5 mm厚度的冰层,可有效测量不同温度下积冰厚度;系统谐振频率与结冰温度及基体表面结冰厚度成反比关系,而系统电阻抗与结冰厚度成正比关系。

摘要： 为保证注水泵机组安全稳定运行,减少管理人员工作量,提出基于小波分析的离心式注水泵机械振动实时监测方法。探究注水泵作业流程与结构特征,结合多种常见故障类型分析结果,构建水泵输入、输出功率与生产效率的动力学模型;考虑到注水泵特性,以压电加速度传感器作为主要监测设备,明确信号采样要求,通过量化处理将模拟信号变换为数字信号,便于信号分析;当监测信号内低频成分丰富时,确定母小波和变换系数,经伸缩与平移处理完成连续小波变换与反变换;当低频分量不足时,引入小波包理论,分割小波空间,合理分解不同频带的信号,保证监测信息不丢失,获取信号特征,实现机械振动实时监测。仿真实验证明,该方法具有较强的信号处理能力,可通过监测信息准确判断出设备故障类型。

摘要： 我国是地质灾害多发的国家,地震、滑坡等地质灾害发生前会产生由地应力变化而引起的微小裂隙,从而引起微震;泥石流发生过程中会伴随着产生泥石流地声(振动)。为了能同时监测地质体形变所引起的微震信号和地灾触发因素降雨量,该文设计制作了一款压电加速度传感器,结合压电雨量传感器、4通道同步采样ADC芯片和STM32F4微控制器搭建了基于压电传感器的地质灾害监测系统,并详细介绍了软硬件结构。最后,通过室内测试,验证了制作的压电加速度传感器能很好的捕捉振动信号,监测系统能实时采集压电加速度传感器的输出。

摘要： 飞行器的设计通常需以其模型在风洞试验中所获取的气动载荷为依据。对于大尺寸、大长径比的飞行器模型,其测试空间受限,常规支撑装置与测量方法难以满足风洞试验的尺寸与动态特性要求。针对上述问题,以压电传感器为核心测试元件,提出了一种结合张线支撑和尾部支撑的组合支撑方式,开发了一种支撑装置与测试元件一体化的气动多维力测试系统。分析了模型所受气动力与支撑反力之间的平衡关系,建立了作用在模型上的气动多维力与测力单元输出的力学模型。对所需测力单元进行静态标定,以获取各测力单元的输入输出性能。对系统整体进行标定实验,静态标定实验结果表明,测试系统非线性与重复性误差均小于1%,向间干扰最大值为2.04%;动态脉冲激励实验结果表明,该测试系统三个方向的一阶固有频率分别为195 Hz、136 Hz和273 Hz,测试系统的动态特性得到了显著提高。

摘要： 针对弹药发射及侵彻过程中高速大量程冲击信号的测量需求,设计了一种基于电荷传感器的高冲击弹载侵彻加速度测量电路,解决了常规弹载记录仪在侵彻过程中压电传感器因高过载而产生的严重信号值零点漂移的现象;通过对压电传感器的零点漂移现象的机理分析以及推导电荷转换等效电路中零点漂移电压的相关表达式,提出在前端采集的调理电路中用晶体管与运算放大器搭建了加推挽电流放大级的电荷放大器的方案,增强电路驱动能力,加快压电传感器放电速度;改善电路可替代例如小波分析等事后处理数据消除零点漂移的算法,在信号源头处解决零点漂移现象,并且实现在FPGA中搭建FIR滤波器对信号进行滤波,去除机械结构共振与传感器安装谐振造成的信号失真现象,满足测量常规弹药侵彻过程高过载连续动态特性的实时性测量,对研究这类工程问题的人员实现对测量电路改进具有指导意义。

摘要： 为解决压电传感器输出电压低的问题,设计了一种基于烯烃嵌段共聚物(OBC)掺杂钛酸铋钠(BNT)的压电传感器,研究了不同BNT添加量对传感器压电输出性能的影响。结果表明:BNT的质量分数为30%时,压电传感器具有高的压电输出性能。在30 N的压力作用下,压电传感器输出电压达到约35 V。在不同低频弯曲测试条件下,压电传感器保持良好的输出电压。因此,BNT/OBC传感器为可穿戴电子设备中实时运动的人体监测提供了一种新方法。

摘要： 针对三维动态车削力的测量需求及刀杆式、平台式压电测力仪的不足,研制了一种带有双弹性环结构的整体式压电三向车削测力仪。设计了测力仪的2种结构方案,并对比了2种方案的优劣,阐述了测力仪和压电测试系统的测量原理,对测力仪进行了静态标定实验和动态冲击实验,实验结果表明:测力仪具有优良的静、动态性能,满足了动态车削力的测量需求。

摘要： 本文从金属-压电陶瓷双迭片压电振子的力学特性出发,在忽略辐射阻尼和损耗的条件下,将边缘固定的金属-压电陶瓷双迭片压电振子视为边缘固定的、中间部分为金属-压电陶瓷双迭片的薄圆板,导出在满足薄板小挠度变形和轴对称的条件下压电振子弯曲位移的一般解.由薄板小挠度变形和轴对称的条件下压电振子弯曲位移的一般解求得金属-压电陶瓷双迭片弯曲型压电传感器的谐振频率.借助于Matlab强大的符号计算功能,将此法应用于金属-压电陶瓷双迭片弯曲型压电传感器的谐振频率的求解并计算结果与Ansys模拟运算结果进行对照,可以认为求解的结果与有限元模拟所得的结果比较接近.

摘要： 基于压电材料的优异特性,利用埋入压电传感器对混凝土结构的动应变进行监测.对混凝土悬臂梁和混凝土框架模型水平振动加载试验的研究可得出压电智能材料在结构动力试验中对结构动应变(动应力)的监测具有良好的线性输出，同时具有较宽的频率响应。通过对结构动应变(动应力)响应变化的监测，压电材料能够监测到结构出现损伤后的自振频率变化或者说是结构的刚度变化.通过以上总结可以发现，压电材料在结构动力响应监测中具有良好的应用前景.

摘要： 水滴冲击力是衡量喷头性能的重要技术指标.水滴撞击土壤表面产生的冲击会冲蚀土壤,引起板结,影响入渗,损伤作物.设计一种水滴冲击力自动检测系统和水滴自动发生试验装置,实现对水滴冲击力的自动测量.系统选用PVDF压电传感器作为力检测元件,采用USB7333高速数据采集卡,利用LabWindows/CVI编写数据采集与处理程序,获取水滴冲击力检测数据.试验实现了在水滴频率、大小稳定控制试验条件下,对不同水滴大小冲击力的动态测量.结果表明:PVDF压电传感器对水滴冲击力检测具有良好的动态响应特性;水滴冲击力与传感器输出电压具有良好的线性关系,拟合程度达0.936,系统测量误差小于10％.利用该系统测定水滴冲击力,解决了传统人工测量的不稳定问题.

摘要： 本文介绍信号调节的一些原理.利用压电传感器来阐述这些原理,因为其调节要求综合使用许多传统工具,并且此类传感器具有一些其他类型传感器所没有的挑战。同时，设计这种电路时需要牢记的一些一般性原则，例如:尽可能多地增加反馈电阻，密切注意放大器的输入偏置电流，以及使用一种差动结构等。本文还阐述了细化仿真以前进行理论分析的有效性。

摘要： 航天器在轨飞行过程中,空间中的太空垃圾碎片、粒子等对航天器的安全构成威胁,在某些情况下,这些物质会以较高的速度与航天器发生碰撞,这些碰撞会给航天器带来损伤积累,造成无法挽回的伤害.因此,需要对航天器结构的受撞击过程进行监控,压电传感器是最常用的监测传感器之一,光纤传感器是新型监测传感器,通过对航天器冲击碰撞的监测,为提高航天器的可靠性、安全性设计提供依据.

摘要： 本文介绍了一种适用于微压下的梁膜结构压电微压传感器,它是由一新型梁膜结构和压电材料结合而成.这种新型的压电压力传感器具有高灵敏度、结构简单和动态性能好等优点.本论文中对其机械结构、压电特性和压电材料结构进行了分析设计.通过使用COMSOL软件,对新型机械结构的应力和挠度进行了仿真分析,并与以前传统的平膜结构和岛膜结构进行了应力、挠度的对比,证明了其具有更高的灵敏度.然后通过对其压电特性和压电材料结构进行设计分析,确定了其最终设计方案.最后对其进行了压电传感器整体仿真分析,证明了其具有高的信号输出和良好的频响反应,同时利用低频截止频率计算公式,得到了该梁膜结构压电压力传感器的适用频率范围.

摘要： 飞片速度是衡量激光驱动飞片起爆能力的最重要的指标,其实质表征了飞片靶与输入激光的能量耦合效率.由于激光驱动飞片具有尺寸小,质量轻,速度快的特点,故需要采用一些专门的测速方法来研究激光驱动飞片的速度.本文主要研究介绍了测量飞片平均速度的三种方法包括压电传感器测速法、高速摄影测速法、光电探头测速法和测量瞬时速度的三种方法VISAR测速法、F-P干涉测速法、PDV干涉测速法,通过对他们测量原理及优缺点的介绍,得出它们所适用的不同场合,为激光驱动飞片测速装置的构建提供一定的借鉴.

摘要： 无锡市公路管理处采用"压电薄膜传感器",在实现对高速车辆检测轴载的基础上,增加了移动功能,能够快速拆装全套检测设备,根据需要灵活布设,有效地提高了执法效力,规范了执法行为。

摘要： 该研究主要为运用压电传感器进行宜兰牛斗桥现地混凝土桥墩结构的健康诊断。所使用的压电传感器为利用压电陶瓷材料所制成，利用基本波动力学及压电材料可发射应力波亦可接收应力波的特性，进行现地混凝土桥墩结构的健康诊断研究。结构健康诊断为将压电传感器埋入RC桥墩结构内，当试体受到破坏时，由压电传感器发射应力波及由不同位置的压电传感器来撷取应力波，利用应力波振幅随着结构破坏程度、裂缝增加而减少振幅的特性，可知RC桥墩结构物的损坏程度。利用数值分析得到损坏指针，即可判断出结构物损坏程度，其量测结果随着结构物的损坏程度越严重，损坏指标也越高。当桥墩结构物达到严重破坏程度时，所量测到的损坏指标也相当接近最大值。该研究为压电传感器第一次应用于现地桥墩结构，除可验证压电材料用于实际结构物检测的可行性，判断混凝土结构的健康程度，另实为土木结构非破坏检测上的一种新的检测方法。

摘要： 行人保护大腿试验因冲击器结构紧凑、传感器数量多而且使用要求高,加上泡沫肌肉的影响,试验结果一致性通常较差.对于单次试验,试验数据是否真实有效,如何判断?本文针对这一问题提出几种数据有效性判断方法,不仅能判断试验数据是否有效,而且能迅速锁定问题,提升解决问题的效率.

摘要： 本发明的压电传感器制造方法包括如下步骤：刻蚀底板而形成包含多个凹槽的传感器阵列模式形式的模具；将压电材料注入至所述多个凹槽中的里侧凹槽，并将导电材料注入外侧凹槽；对所述注入的压电材料及导电材料进行烧结；刻蚀所述底板，以使所述压电材料及导电材料突出，而形成压电杆及导电杆；将绝缘材料填充至所述底板而形成绝缘层；将所述绝缘层平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；在所述压电材料及导电材料的第一面形成第一电极；在形成有所述第一电极的底板上粘结工艺基板；将所述底板平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；及在所述压电杆及导电杆的第二面形成第二电极。

摘要： 本发明提供一种压电传感器制造方法，本发明的压电传感器制造方法包括如下步骤：刻蚀半导体基板而形成包含多个凹槽的传感器阵列图案形式的模具；将压电材料注入所述凹槽并烧结；刻蚀半导体基板，以使压电材料突出，由此，形成传感器阵列图案形式的压电杆，并以在图案的一侧面突出第一区域的方式进行刻蚀；将绝缘材料填充至半导体基板而形成绝缘层；对绝缘层进行平坦化处理，直至压电材料露出时为止；在压电材料及绝缘层的第一面形成第一电极；在形成有第一电极的半导体基板上粘结工艺基板；对所述半导体基板的第二面进行平坦化处理，直至压电材料露出时为止；在压电材料的第二面形成第二电极；及刻蚀所述第一区域而露出所述第一电极。

摘要： 本申请公开了一种压电传感器的制备方法与压电传感器，该制备方法包括：提供压电驻极体；在压电驻极体的一侧表面上设置信号阵列单元；在压电驻极体表面未被信号阵列单元覆盖的区域设置绝缘层；在绝缘层上制作信号导线，并使信号导线与信号阵列单元连接；在压电驻极体远离信号阵列单元的一侧表面上设置地线层与地线导线，以获得压电传感器。通过上述方式，本申请能够降低传感单元数量以及尺寸对压电传感器的尺寸的限制，以及减小传感单元数量以及尺寸对检测精度的影响，通过提高传感器中阵列单元的密度，进一步提高传感信号的精度和准确性。

摘要： 本发明提供与以往相比改善了透光性和雾度的压电传感器和使用了该压电传感器的显示器。本发明的压电传感器(10)、(11)配置于显示器(12)的显示面。压电传感器(10)、(11)具备：具有压电性的压电薄膜(15)；在压电薄膜(15)的一面及另一面形成的透明电极(16)、(17)；在透明电极(16)、(17)中一者的与压电薄膜(15)相反的一面形成的透明填充层(18)。压电薄膜(15)是在基材薄膜(13)层叠具有压电性的涂层(14)而成的薄膜状构件。作为压电薄膜(15)，可以使用具有压电性的单独薄膜。

摘要： 本发明属于技术领域，公开了一种压电传感器的制备方法及压电传感器的应用。本发明所提供的压电传感器的制备方法基于静电纺丝技术，包含如下步骤：制备静电纺丝前驱体溶液：以静电纺丝前驱体溶液进行静电纺丝，得到纳米复合材料纤维膜；对纳米复合材料纤维膜裁剪、制备电极、封装，制得压电传感器；所述静电纺丝前驱体溶液中包含高分子材料和纳米陶瓷材料。将本发明的压电传感器与无线发射装置相连，并固定于运动的人体部位或衣物上，压电传感器发出的信号通过手机app接收，实现人体运动无线监测；本发明所制得的压电传感器具有较高的灵敏度和较好的稳定性，在人体健康监测、远程医疗等方面具有广泛的应用价值。

摘要： 本发明提供一种压电传感器制造方法，本发明的压电传感器制造方法包括如下步骤：刻蚀半导体基板而形成包含多个凹槽的传感器阵列图案形式的模具；将压电材料注入所述凹槽并烧结；刻蚀半导体基板，以使压电材料突出，由此，形成传感器阵列图案形式的压电杆，并以在图案的一侧面突出第一区域的方式进行刻蚀；将绝缘材料填充至半导体基板而形成绝缘层；对绝缘层进行平坦化处理，直至压电材料露出时为止；在压电材料及绝缘层的第一面形成第一电极；在形成有第一电极的半导体基板上粘结工艺基板；对所述半导体基板的第二面进行平坦化处理，直至压电材料露出时为止；在压电材料的第二面形成第二电极；及刻蚀所述第一区域而露出所述第一电极。

摘要： 本发明公开一种压电传感器检测电路、阵列压电传感器及时序控制方法。所述检测电路与压电传感器连接，包括储能电路，储能电路的第一端用于接收第二电压；充电控制电路，与储能电路的第二端连接，被配置为接收第三电压，并响应于充电控制电压控制储能电路的充电过程，以将储能电路的第二端充电至预定电位；放电控制电路，放电控制电路分别与储能电路的第二端和压电传感器的第二端电连接，被配置为响应于放电控制电压控制储能电路与压电传感器的通断，以使得储能电路向所述压电传感器在预设时间段内放电；和检测电路，与储能电路的第二端连接，被配置为接收第四电压，并响应于检测控制电压输出检测电压。

摘要： 本发明的压电传感器制造方法包括如下步骤：刻蚀底板而形成包含多个凹槽的传感器阵列模式形式的模具；将压电材料注入至所述多个凹槽中的里侧凹槽，并将导电材料注入外侧凹槽；对所述注入的压电材料及导电材料进行烧结；刻蚀所述底板，以使所述压电材料及导电材料突出，而形成压电杆及导电杆；将绝缘材料填充至所述底板而形成绝缘层；将所述绝缘层平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；在所述压电材料及导电材料的第一面形成第一电极；在形成有所述第一电极的底板上粘结工艺基板；将所述底板平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；及在所述压电杆及导电杆的第二面形成第二电极。

摘要： 本实用新型涉及一种压电传感器调理电路及压电传感器调理电路板，用于将电荷信号转换为电压信号，并差分输出，包括：电荷放大电路，其输入端用于与压电传感器调理电路正负电荷输入端连接，用于将压电传感器输出的电荷信号转换为所述电压信号；低频自举电路，与所述电荷放大电路连接，用于提升所述电荷放大电路输出的信号的低频特性；以及差模信号放大电路，与所述电荷放大电路的输出端连接，用于对所述电荷放大电路输出的电压信号进行放大后输出。上述压电传感器调理电路最终输出的电压信号更为准确，检测的加速度准确度更高。

摘要： 本实用新型提供一种压电传感器，其包括：圆形传感器芯、绝缘环、环形负极、和导电胶，所述圆形传感器芯和所述绝缘环由陶瓷制作；其中所述圆形传感器芯包括圆形正极和圆形负极，所述圆形正极位于所述压电传感器的正面侧，所述圆形负极位于所述压电传感器的背面侧；在径向上，所述绝缘环套在所述圆形电极外侧，所述环形负极套在所述绝缘环的外侧；所述圆形传感器芯、绝缘环、和环形负极在所述压电传感器的正面侧的表面位于同一平面内；所述圆形传感器芯的圆形负极和所述环形负极通过导电胶连通。本实用新型还包括一种应用该压电传感器的触控组件及移动终端。