摘要：以不同边界条件的振动板为例,提出利用模态方法和分部积分方法设计PVDF传感器测量体积位移。模态正交性设计方法只能满足单一边界条件振动板结构体积位移的测量,而根据分部积分方法设计得到的PVDF传感器,适合一定边界范围的振动板的体积位移测量,并且所设计的PVDF传感器形状与激励力性质(类型、位置和频率范围)以及振动板本身的材料特性无关。

摘要：控制振动板结构的体积位移是降低结构总声功率的一种有效策略。本文以工程常见四端位移为零的振动板为例,提出一种新的压电式传感器的设计方法测量体积位移。利用正弦函数展开近似表示固定板振动位移,通过设计特殊形状的PVDF压电薄膜,使PVDF输出信号为所需要的振动结构体积位移。结果表明这种体积位移传感器不仅适用四边简支、四边固定以及介于两者之间的边界条件板结构,而且作为一种误差传感器测量振动结构体积位移是可行的。并对实验数据进行了分析比较。

摘要：压电式传感器以其良好的性能在结构健康监测领域得到了广泛应用,而电荷放大器则是压电式传感器最主要的测量电路,但目前的独立电荷放大器体积较大,不适于系统集成。为此设计了一种基于外围设备互连总线(PXI)的插卡式多通道程控增益电荷放大器,它由电荷转换电路、滤波电路、反向跟随电路、PXI控制电路组成,实现放大倍数和灵敏度可调。经性能测试,设计的电荷放大器具有通频带宽、性能稳定、一致性好的优点,满足实际工程应用要求。

摘要：城市轨道交通轮轨接触产生的轨道振动和轮轨噪声对沿线居民的工作和生活造成了不良影响,受到建设及运营单位的广泛关注。为了建立能对轨道交通振动敏感点地段轨道结构振动及减振轨道的减振效果进行长期跟踪与评估的实时监测系统,轨行区的振动传感器被广泛应用在在线实时监测系统中,振动传感器的选用关系到监测系统的准确性及使用寿命。对城市轨道交通监测系统不同类型的振动传感设备进行了梳理分析,对压电式传感器、电容式传感器、光纤光栅传感器等传感器的工作原理进行了介绍,对各类传感器在监测系统的使用效果及应用情况进行了介绍与总结,提出了各类产品的适用典型场景及其优缺点。在总结既有传感器技术与应用的基础上,对轨道交通振动区段式线性实时监测的技术路线与典型场景进行了讨论,提出了振动监测技术传感器的选型建议、光信号的解调等关键技术。

摘要：随着近年来各领域对纺织基柔性力学传感器研究与应用不断深入,以纺织材料作为传感载体的纺织基柔性力学传感器在各领域的应用水平得到了进一步提升。通过对纺织基柔性力学传感器常用材料、制作方法、结构设计的总结分析,以及国内外相关研究回顾,综述了电阻式、电容式、压电式和多功能纺织基柔性力学传感器研究的最新进展。结合实际应用场景,提出现阶段研究存在所面临的挑战,并展望了纺织基柔性力学传感器的前景。

摘要：针对采用压电元件的动态应变测量系统的低频失真问题,提出一种采用数字滤波器的低频特性补偿方案。通过动态标定试验,获得了压电应变测量系统的阶跃响应特性,以应变计测量结果为期望输出,以压电式传感器测量结果为补偿滤波器的输入,采用M atlab中的系统辨识工具箱设计了数字补偿滤波器。应用结果表明:该方法可使得测量系统的低频下限由原来的2.2Hz降低到10-3Hz以下,低频响应不足引起的失真得到了很好的恢复。

摘要：以不同边界条件的振动梁为例,提出通过分部积分方法设计特定形状的PVDF薄膜测量体积位移。这种分部积分方法得到的PVDF传感器形状不但与外激励力的性质(如激励力类型、位置以及频率等)无关,而且不需要振动梁的模态信息。研究表明,可以把振动梁的边界条件分为两类,即一端固定一端任意和两端位移为零,对于每一类边界条件可以用一种特定形状PVDF传感器测量其体积位移。

摘要：压电式电容型传感器在工作时能输出正比于被测物理量的电荷量,具有较好线性度的同时也具有较高灵敏度,在许多领域中都得到了广泛应用,但该类传感器在工作时所产生的电荷量通常比较微弱,需要对其适当放大以便后续进行处理。通过分析压电式电容型传感器的等效电路模型,结合电路理论和Multisim仿真,设计了前置放大电路。由于该前放电路主要针对小信号的放大需求进行设计,在大信号输入时输出信号会产生畸变。而在实际工程应用中,常出现输入信号中小信号和大信号并存的情况。为了能够对输入信号动态范围较大时的小信号和大信号都实现无失真放大,改进了之前的前置放大电路设计,对其进行了Multisim仿真和实验电路测试。结果表明改进后的前置放大电路在输入信号频率为10 kHz时,其输入信号电压幅值最高可达600 mV,且小信号和大信号的放大均无失真,放大倍数也基本相同,说明该电路设计实现了高动态范围的输入信号的无失真放大需求。

摘要：采用压电式传感器测量激波信号时,由于其检测到的激波声压信号弱,输出为微电流,一般的信号调理电路不能满足要求,基于此问题,开展针对激波的信号调理电路的研究,该电路主要由电荷放大电路、带通滤波电路、输出放大电路等组成,其中带通滤波器的带宽设计为3～8 kHz,选用高精度单片运放OP07实现;电荷放大电路选用高阻、低偏置电流型的运放OPA128LM实现,并利用EWB电路仿真软件对电荷放大电路进行了仿真,仿真结果与设计指标一致,验证了参数选取的合理性。

摘要：保障高铁的安全运行是维持我国轨道交通铁路系统高效稳定发展的重要组成部分。本文以高性能振动传感器作为监测器件,通过监测高铁运行过程中车轮与钢轨间应力变化的波形参数,结合轨道路况的改变,来分析非路况变化条件下轮轨间的异常摩擦形成原因,达到维护高铁安全通行和分担轨道检查复杂工作的双重目的。该设计将协助地面探测设备掌握轨道路况的细微变化,辅助日常轨检工作高效化进行。