摘要：提出了一种传感部分采用光纤Bragg光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器的高频应变测试新方法。设计并构建了基于非平衡马赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉仪的高频解调系统。完整的测试系统由FBG传感器、高频应变产生装置和解调系统三部分组成。所产生的应变信号的频率可以通过专门的实验装置来控制,这是一种广泛用于测试材料机械性能的变形分离式霍布金逊压杆(Split Hopkinson PressureBar,SHPB)实验装置,应变持续的时间根据与撞击弹性等径的冲锤长度计算。借助高频振动信号研究了测试系统可测信号的频率范围。给出了振动和冲击实验结果,并进行了讨论。所设计的系统可以实时测试动态应变的幅值,实验结果表明,该系统对频率为8kHz以下的信号具有好的响应。

摘要：设计了一种能用于恶劣环境下结构健康监测的具有温度补偿功能的新型光纤光栅应变传感器,该传感器利用参考光纤光栅原理实现温度补偿。依据传感器的结构,分析了表面式光纤光栅传感器的应变传递理论。根据应变传递理论给出了传感器结构参数,通过应变实验和温度实验,证明所设计的传感器的应变曲线和温度曲线的线性拟合度均在99%以上,光纤光栅的温度灵敏度为11.2 pm/℃,参考光纤光栅具有非常好的应变隔离性能,其温度灵敏度为4.3 pm/℃。

摘要：光电传感器的特性参数检测需要对多种参数进行测试(如相对位置的位移、转角、光电传感器的电流、电压等),针对不同参数关系之间的测试要求,需采用不同的测试方法。传统的测试方法需要根据被测参数手动连接电路实现模式的切换,且测试方法枯燥而冗长。通过设计基于PXI系统的自动测试系统,集成多种测试模式的测试软件,设置多种调整环节,实现光电对的各种相对位置下的多参数、多模式灵活测试。实验结果表明测试系统很好地满足光电传感器不同参数间的测试需求。

摘要：介绍了一种基于直流相位跟踪零差法的非平衡Mach-Zender干涉解调系统的工作原理,设计了一套光纤光栅解调系统,并通过实验分析了该系统的应变精度为8.17×10-3με;对压电陶瓷产生的振动信号进行检测,取得了很好的实验效果。实验结果证明,它有良好的动态性能,适合于精密测试中动态信号的检测。还讨论了影响解调精度的主要因素。

摘要：为实现10-5N以下微小力值的测量及溯源,提出了一种高精度、可溯源至质量的微小力值测量系统,采用受控静电力发生装置复现微小力值,其基本工作原理是基于一种精密设计的圆柱形电容器,电容器内外电极同轴,外电极固定不动作为参考电极,内电极由弹性机构支撑和导向,通过改变内外电极间的电压产生静电力,从而将力学量追溯至电容及电压等电学量,利用砝码质量与静电力平衡的原理,可以实现微小力值的溯源。实验结果表明：电容变化梯度为0.82 pF/mm,完全可以复现10-6~10-9N范围内的静电力。

摘要：介绍了一种采用"推拉接力原理"设计的压电微角度电动机。通过TMS320LF2407型数字处理芯片(DSP)产生6路方波,将其中两路转换成三角波与两路方波相匹配作为四路控制信号。采用直流放大驱动电源将控制信号放大驱动压电电动机,电动机通过圆光栅检测回转角度并把检测值传递给数字处理芯片,从而进一步调整输出的控制信号。整个系统实现闭环控制,同时实现压电微角度电动机的匀速连续转动。电动机的最小单步角位移可达2″。

摘要：为了进一步提高陀螺仪的寻北精度,分析研究了陀螺电机转速大小和转速精度对寻北结果的影响。在此基础上设计了一种基于TMS320LF2407A的两相无刷直流陀螺电机控制系统,阐述了两相无刷直流电机的工作原理,给出了电机的简化结构及数学模型,并通过对硬件系统和软件算法的设计实现了两相无刷直流陀螺电机的闭环控制。实验结果表明:系统可以很好地完成电机的启动、制动和平稳运行,转速精度优于10-6,满足陀螺仪的工作要求。

摘要：激光干涉系统的测量精度会受到系统本身机械结构及光学元件布局的影响,因此采用了耦合差动干涉的方法,使影响测量精度的各种因素尽量由干涉系统自身予以消除,提高了干涉仪的分辨率和稳定性．利用以Heyde- mann修正模型为基础的误差补偿方法,对干涉信号中存在的非正交误差、不等幅误差及直流电平漂移误差进行了修正．根据多点拟合的原理,提出了减小运算量的新算法．设计了以C8051F005单片机为核心的电路补偿模块,实现了以上3种误差的实时补偿．实验结果表明：通过采取以上措施,该干涉测量系统在10mm的测量范围内取得了10～12nm的测量精度．

摘要：介绍了一种基于尺蠖运动原理的大行程纳米级步距压电电动机。在结构设计方面,变传统单驱动器结构为双驱动器结构,采用新颖的推-拉接力运动原理,配以适当的四路驱动信号,实现了压电电动机的连续匀速运动。通过试验对电动机的性能进行了测试,结果表明:电动机的运动位移是线性的,运动速度在驱动电压为300 V时可达12μm/s,最小步距小于6nm,行程大于10mm。

摘要：设计了一种基于尺蠖运动原理的大行程纳米级步距压电微动台,变传统单驱动器结构为双驱动器结构,采用"推-拉"接力运动原理,实现了大的驱动力与行程.利用有限元方法对压电微动台的结构和静、动态特性进行了研究.实验结果表明,压电微动台的运动范围为11 mm,稳定性好,载物力可以达到24.5 N,最小步距小于20 nm.