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基于WOA-ELM的空间分层结构FBG三维振动加速度传感器非线性解耦 被引量:4
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作者 孙世政 武宇峰 +2 位作者 何江 徐向阳 陈仁祥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期139-147,共9页
针对三维振动加速度传感器存在的维间耦合干扰问题,以空间分层结构光纤布拉格光栅(FBG)三维振动加速度传感器为研究对象,阐述了三维振动加速度传感的基本原理。其次,构建了振动加速度动态标定实验平台,并分析了传感器的结构耦合特性。最... 针对三维振动加速度传感器存在的维间耦合干扰问题,以空间分层结构光纤布拉格光栅(FBG)三维振动加速度传感器为研究对象,阐述了三维振动加速度传感的基本原理。其次,构建了振动加速度动态标定实验平台,并分析了传感器的结构耦合特性。最后,提出一种基于鲸鱼算法优化极限学习机(WOA-ELM)的神经网络模型并进行了非线性解耦实验,其结果显示,在x、y、z三轴的平均测量误差分别降至1.58%、1.17%、0.95%,平均I类和II类误差最大值分别降至0.73%和0.37%。为验证解耦效果,将WOA-ELM与其他算法等进行解耦效果对比。结果表明,WOA-ELM更有效地降低三维振动加速度传感器的维间耦合干扰,提高测量精度。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 三维振动加速度传感器 维间耦合 鲸鱼优化算法 极限学习机
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新型光纤加加速度传感器在振动台试验中的应用 被引量:1
2
作者 易杰 赵斌 +1 位作者 张文涛 滕云田 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期43-51,共9页
目前在结构振动和地震动测量中,主要关注位移、速度和加速度响应,而忽略了加速度的微分(即加加速度)。结构的加加速度响应与舒适度和结构损伤演化密切相关,已经开始受到工程技术人员的重视。在土木工程领域,加加速度传感器尚未被成熟地... 目前在结构振动和地震动测量中,主要关注位移、速度和加速度响应,而忽略了加速度的微分(即加加速度)。结构的加加速度响应与舒适度和结构损伤演化密切相关,已经开始受到工程技术人员的重视。在土木工程领域,加加速度传感器尚未被成熟地应用于工程项目或结构试验中。介绍了一种基于微分Mach-Zehnder干涉仪的新型光纤加加速度传感器,可直接测量结构的加加速度响应。将该传感器直接布置于振动台台面进行了0.1~100.0 Hz的正弦扫频校准振动测试,试验结果证明该传感器具有良好的工作性能,由采集的加加速度积分获取的加速度时程与振动输入的相关系数达到了0.976。同时,将该加加速度传感器应用于某超高层模型结构的振动台试验,采集超高层结构加加速度时程响应。试验结果表明该超高层结构顶部的加加速度放大效果超过了6倍,鞭梢效应显著。试验中采集的加加速度响应也为进一步开展该抗震新参量的研究提供了数据支撑。该新型光纤加加速度测量仪器在地震工程领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 加速度测量 光纤传感器 振动台试验 超高层结构 结构抗震
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GIS缺陷检测用低功耗智能无线振动加速度-声发射融合传感器 被引量:1
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作者 史天一 张昭宇 +2 位作者 张轩瑞 韩旭涛 李军浩 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期61-71,共11页
针对气体绝缘组合电器(GIS)机械和绝缘缺陷的同时同地感知,本文提出一种低功耗智能无线振动加速度-声发射融合传感器。进行了传感器融合结构设计和仿真验证,使用蓝牙低功耗(BLE)实现传感器与客户端通信。首次将伪随机M序列应用于压电传... 针对气体绝缘组合电器(GIS)机械和绝缘缺陷的同时同地感知,本文提出一种低功耗智能无线振动加速度-声发射融合传感器。进行了传感器融合结构设计和仿真验证,使用蓝牙低功耗(BLE)实现传感器与客户端通信。首次将伪随机M序列应用于压电传感器的阻抗响应自校准,单次校准仅需数毫秒和数毫瓦。测试结果表明,传感器100 Hz~2 kHz内平均振动灵敏度为511 mV/g, 20~100 kHz内超声灵敏度稳定在70~90 dB之间,相对不确定度小于2%;工作距离小于8 m时,数据传输速率在1 Mbps以上。在设置金属颗粒缺陷的实际GIS设备上开展机械振动-局部放电联合试验,结果表明传感器可实现设备机械振动和超声波信号的同时同地测量,为电力设备运行状态的分布式检测提供了新型有效的方法和手段。 展开更多
关键词 GIS缺陷检测 低功耗 智能 无线 振动加速度-声发射融合传感器
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面向低频振动测量的双光纤光栅加速度传感器研究
4
作者 于瑞红 姚振静 +3 位作者 罗青山 王妍 罗鑫 邱忠超 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期157-163,共7页
低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特... 低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特性,给出传感器的谐振频率和灵敏度公式。建立传感单元的数学模型,对传感单元结构参数进行优化,并利用有限元仿真验证理论分析结果,最后制作传感器实物并对其进行性能测试。结果表明,传感器固有频率为65 Hz,在3~45 Hz频段具有平坦的灵敏度响应,动态范围为73 dB@10 Hz,灵敏度为1498.29 pm/g,线性度为0.9998,横向串扰为–33.99 dB,能够满足工程中低频振动检测的要求。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(FBG) 加速度传感器 十字簧片 低频振动
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基于三维加速度传感器的人体运动能耗检测算法的研究 被引量:24
5
作者 朱国忠 韦彩虹 潘敏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1217-1222,共6页
鉴于目前运动能耗检测对人体健康的重要性,研发了一套基于三维加速度传感器的人体运动能耗检测系统。通过人体运动数据的采集和分析,提出了加速度计算公式和运动能耗检测的相关算法。根据现有的仪器佩戴位置,分别进行了腰部、膝盖和臀... 鉴于目前运动能耗检测对人体健康的重要性,研发了一套基于三维加速度传感器的人体运动能耗检测系统。通过人体运动数据的采集和分析,提出了加速度计算公式和运动能耗检测的相关算法。根据现有的仪器佩戴位置,分别进行了腰部、膝盖和臀部的实验对比,最终确定腰部为本系统的最佳方案。并进行了1 km/h5,km/h,10 km/h三种不同速度的实验,实验结果表明,与现有的能耗检测仪相比,本系统的相对精度可达93%以上,本系统及相关算法具有一定的可行性。 展开更多
关键词 运动能耗 三维加速度传感器 检测算法 佩戴位置
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压电式加速度传感器振动信号采集系统 被引量:16
6
作者 高立慧 赵振刚 +2 位作者 张长胜 李英娜 李川 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第10期100-102,共3页
针对变压器产生的振动信号的特征,设计了一种基于压电式加速度传感器的变压器振动信号采集系统。以振动控制台为试验对象,利用此系统对控制台输出的振动信号进行采集,并用快速傅里叶变换对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明:该系... 针对变压器产生的振动信号的特征,设计了一种基于压电式加速度传感器的变压器振动信号采集系统。以振动控制台为试验对象,利用此系统对控制台输出的振动信号进行采集,并用快速傅里叶变换对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明:该系统将压电式加速度传感器输出的电荷信号转换成了标准的电压信号,能够准确、实时地采集振动信号,为变压器故障在线监测奠定了基础。 展开更多
关键词 压电式加速度传感器 振动 信号采集
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矿用振动加速度传感器信号调理装置研制 被引量:7
7
作者 吉晓冬 薛光辉 +1 位作者 杨健健 吴淼 《工矿自动化》 北大核心 2014年第5期106-108,共3页
针对煤矿井下大型设备振动信号难以采集的问题,设计了一种矿用振动加速度传感器信号调理装置。详细介绍了该信号调理装置中振动加速度传感器的选型设计,振动信号调理板中的供电模块、激励电路、滤波电路设计及防护设计。测试结果验证了... 针对煤矿井下大型设备振动信号难以采集的问题,设计了一种矿用振动加速度传感器信号调理装置。详细介绍了该信号调理装置中振动加速度传感器的选型设计,振动信号调理板中的供电模块、激励电路、滤波电路设计及防护设计。测试结果验证了该信号调理装置的可靠性和实用性。 展开更多
关键词 矿井 振动加速度传感器 信号调理 振动信号
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压阻式振动角加速度传感器 被引量:6
8
作者 孙慧明 于泉 +1 位作者 方伟林 范茂军 《传感技术学报》 CAS CSCD 2001年第1期64-67,共4页
本文对压阻式振动角加速度传感器的惯性变换系统的结构特性、工作原理进行了分析讨论 .建立了数学模型 .并用实验证实了该惯性系统设计合理 .它可以作为角度传感器的惯性变换系统 ,用于振动角位移、角速度。
关键词 振动角量 加速度 轮辐式 传感器
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三维组合压阻式低频加速度传感器的研制与标定 被引量:7
9
作者 孙宝元 牛志明 +1 位作者 韩庚琳 钱敏 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第5期545-549,共5页
为满足交通运输中振动与冲击的在线实时监测需要,采用单向压阻式传感器以圆柱面定位、空间交叉组合方法,制成新型三维加速度传感器,标定结果各项技术指标达到设计要求,已应用在IVA-1型智能测振仪上。
关键词 三维 加速度传感器 测振计
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新型振动加速度传感器电压灵敏度研究 被引量:8
10
作者 贾美娟 李邓化 +1 位作者 居伟骏 马永成 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1605-1607,共3页
本文对以钹式换能器作为敏感元件的新型振动加速度传感器电压灵敏度进行研究。钹式换能器具有很高的等效压电常数,这大大提高传感器的电压灵敏度。本文设计该传感器结构,研究该传感器的二阶模型以及钹式换能器的结构参数和预压力对该传... 本文对以钹式换能器作为敏感元件的新型振动加速度传感器电压灵敏度进行研究。钹式换能器具有很高的等效压电常数,这大大提高传感器的电压灵敏度。本文设计该传感器结构,研究该传感器的二阶模型以及钹式换能器的结构参数和预压力对该传感器电压灵敏度的影响。实验结果表明:钹式换能器的直径越大,电极越薄,传感器的电压灵敏度越高;传感器的电压灵敏度随着预压力的减小而增大,但是预压力过小又会降低传感器的机械谐振频率,从而减小传感器工作带宽。 展开更多
关键词 振动 加速度传感器 钹式换能器 电压灵敏度 结构参数
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基于厚膜技术E型三维加速度传感器的设计 被引量:11
11
作者 吴仲城 戈瑜 虞承端 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2001年第9期3-5,共3页
提出采用厚膜技术设计一种一体化三维加速度传感器 ,其采用E型结构和特殊的组桥方式实现对三维加速度信息的检测。介绍了传感器的结构 ,并详细讨论了传感器工作原理和维间耦合问题。由于E型结构的对称性 ,使得所设计的三维加速度传感器... 提出采用厚膜技术设计一种一体化三维加速度传感器 ,其采用E型结构和特殊的组桥方式实现对三维加速度信息的检测。介绍了传感器的结构 ,并详细讨论了传感器工作原理和维间耦合问题。由于E型结构的对称性 ,使得所设计的三维加速度传感器在低量程、高灵敏度应用场合中具有良好的特性。 展开更多
关键词 厚膜技术 三维加速度传感器 E型结构 维间耦合 设计
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基于MEMS加速度传感器的云高仪倾角和振动测量 被引量:3
12
作者 何俊峰 张玉钧 +1 位作者 陈臻懿 阮俊 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第10期27-30,共4页
提出了一种基于MEMS加速度传感器的半导体激光云高仪倾角和振动测量方案。根据系统要求和加速度传感器的信号特点,研制了外部信号滤波调理电路,并对不同的滤波参数进行了实验比较分析。结果表明:该方案利用一片MEMS加速度传感器的数字... 提出了一种基于MEMS加速度传感器的半导体激光云高仪倾角和振动测量方案。根据系统要求和加速度传感器的信号特点,研制了外部信号滤波调理电路,并对不同的滤波参数进行了实验比较分析。结果表明:该方案利用一片MEMS加速度传感器的数字和模拟输出,分别进行滤波调理,同时实现精密的倾角和振动测量。测量方案满足系统要求,有效辅助了云高的测量,电路构成体积小、可靠性高、成本较低。 展开更多
关键词 加速度传感器 云高仪 倾角 振动
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复合腔高温法珀加速度传感器的设计与实验
13
作者 秦锋 郑渟渟 +1 位作者 谭佳航 王宁 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2024年第21期3174-3183,共10页
针对铅铋堆高温高压液态流动金属环境下(500℃,2 MPa),堆内组件流致振动磨损监测中高灵敏度、小量程振动监测的需求,提出了一种基于MEMS工艺的复合腔高温法珀加速度传感器。依据十字梁-质量块敏感结构的力学模型,分析了不同结构参数对... 针对铅铋堆高温高压液态流动金属环境下(500℃,2 MPa),堆内组件流致振动磨损监测中高灵敏度、小量程振动监测的需求,提出了一种基于MEMS工艺的复合腔高温法珀加速度传感器。依据十字梁-质量块敏感结构的力学模型,分析了不同结构参数对传感器灵敏度、量程和一阶固有频率的影响,从而确定敏感结构的尺寸参数。然后,采用双面键合工艺实现复合腔传感器芯片的加工,并完成传感器的封装及制作。最后,搭建传感器测试平台,测试了传感器的动态特性、灵敏度、量程及温度特性。实验结果表明:传感器的工作温度可达500℃,在2~30 Hz的频率内能够实现7.69 nm/g的灵敏度,量程为-11g~11g,分辨率为0.04g。该加速度传感器能够满足铅铋堆内的流致振动测量的需求,有望实现燃料组件磨损状态的有效监测。 展开更多
关键词 加速度传感器 复合腔 高温 振动测量
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高冲击三维加速度传感器横向灵敏度校准技术 被引量:5
14
作者 林然 张振海 +2 位作者 李科杰 何昫 张亮 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期922-928,共7页
探讨了高冲击三维加速度传感器相对横向灵敏度的校准技术。新制定的国标已规范化了传感器的相对横向灵敏度这一参数,它是加速度传感器的一个重要指标,但其定义仅对一维加速度传感器而言。为了扩展到高冲击三维加速度传感器相对横向灵敏... 探讨了高冲击三维加速度传感器相对横向灵敏度的校准技术。新制定的国标已规范化了传感器的相对横向灵敏度这一参数,它是加速度传感器的一个重要指标,但其定义仅对一维加速度传感器而言。为了扩展到高冲击三维加速度传感器相对横向灵敏度的校准上,笔者采用在空气炮上实现高冲击三维加速度传感器的校准方法采集数据,以三维加速度传感器的拟合直线代替校准曲线、用侧向芯片和主向芯片输出之比计算相对横向灵敏度,更便于使用者评价传感器的性能。完善了高冲击三维加速度传感器相对横向灵敏度测试和校准的技术。相比其他技术,采用的校准装置和校准方法既符合传感器峰值高、脉宽大的特点,又能完整地呈现三轴向间的输出关系。 展开更多
关键词 三维加速度传感器 相对横向灵敏度 高冲击 空气炮 校准
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一种用于人致楼盖振动测试的光纤加速度传感器 被引量:4
15
作者 金峤 吴翔宇 +2 位作者 王传克 孙丽 朱春阳 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第7期11-16,共6页
将等强度梁与L型转轴相结合,设计了一种灵敏度可调的光纤光栅加速度传感器。此传感器通过改变质量块与转轴之间的距离,设置了3种量程档位,实现了量程及灵敏度的可调性,能够为被测对象提供合理的满量程精度。基于上述功能目标,通过振动... 将等强度梁与L型转轴相结合,设计了一种灵敏度可调的光纤光栅加速度传感器。此传感器通过改变质量块与转轴之间的距离,设置了3种量程档位,实现了量程及灵敏度的可调性,能够为被测对象提供合理的满量程精度。基于上述功能目标,通过振动台实验,分别对该传感器3种档位的幅频特性、灵敏度及横向抗干扰能力进行了测定,确定了该传感器的性能指标。实验结果表明,所研究的光纤加速度传感器具备测试低频振动特性的功能,且量程可调、灵敏度高、抗干扰能力强,能够满足人行荷载导致的楼板振动的检测需求,具有较强的推广应用价值。 展开更多
关键词 楼盖振动 人行荷载 光纤光栅 加速度传感器
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应变式三维加速度传感器的设计研究 被引量:3
16
作者 邵毅敏 王辉 刘静 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第6期16-19,54,共5页
基于惯性式加速度传感器原理,采用质量块与弹性元件串并联的结构,提出了一种应变式三维加速度传感器。建立了应变式三维加速度传感器的动力学模型,运用正交试验法,优选了参数选择方案。分析了传感器结构参数对传感器固有频率和灵敏度及... 基于惯性式加速度传感器原理,采用质量块与弹性元件串并联的结构,提出了一种应变式三维加速度传感器。建立了应变式三维加速度传感器的动力学模型,运用正交试验法,优选了参数选择方案。分析了传感器结构参数对传感器固有频率和灵敏度及其综合性能指标的影响,获得了传感器三维动态响应曲线,并利用有限元方法对传感器的动态响应性能进行了仿真分析。仿真结果表明:新型应变式三维加速度传感器具有良好的低频特性,能有效提取轴承低频振动信号,且结构简单、成本低廉,易于加工装配,可用于轴承运行状态的监测与故障诊断领域。 展开更多
关键词 应变式 传感器 三维加速度 结构设计
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SW──I型三维加速度传感器的研制 被引量:3
17
作者 狄凤岗 许建辉 王琨 《西安体育学院学报》 CSSCI 1995年第3期-,共7页
体育教学与训练的科学化是提高试者运动技术水平的重要环节。因此,测量人体运动与分析运动技术结构便成为当前体育科研工作者所共同关心的问题。由于电影技术、测力平台等手段对测量某些突发性动作和人体主要环节加速度的不足,直接影... 体育教学与训练的科学化是提高试者运动技术水平的重要环节。因此,测量人体运动与分析运动技术结构便成为当前体育科研工作者所共同关心的问题。由于电影技术、测力平台等手段对测量某些突发性动作和人体主要环节加速度的不足,直接影响人们对运动技术结构和机理的认识和理解。本文为运动生物力学的方法学研究提供了一种实用的手段──SW-I型三维加速度传感器。 展开更多
关键词 三维加速度传感器 测力台 悬臂梁
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三维机械差动压电式加速度传感器设计研究 被引量:1
18
作者 邵毅敏 鲜敏 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第10期54-56,64,共4页
针对目前轴承振动监测存在的问题,基于单惯性质量块,提出了一种应用于轴承振动监测和故障诊断的三维机械差动压电式加速度传感器。建立了该传感器的质量—弹簧—阻尼的动力学模型,获得传感器的性能指标和动态响应曲线。同时利用有限元... 针对目前轴承振动监测存在的问题,基于单惯性质量块,提出了一种应用于轴承振动监测和故障诊断的三维机械差动压电式加速度传感器。建立了该传感器的质量—弹簧—阻尼的动力学模型,获得传感器的性能指标和动态响应曲线。同时利用有限元方法对该模型的特性进行了仿真分析,仿真结果表明:三维机械差动压电式加速度传感器具有固有频率高、输出灵敏度高和测量频率范围宽的特性,可用于轴承振动信号的获取。同时具有结构简单、尺寸小等优点。 展开更多
关键词 轴承振动监测 三维 压电 机械差动 加速度传感器
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基于ARM的三维汽车振动加速度测量方法研究 被引量:4
19
作者 罗健飞 吴仲城 申飞 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第4期87-88,107,共3页
提出了一种基于ARM和加速度传感器的三维汽车振动加速度测量方法。在现有研究基础上,设计出能测量三维加速度的处理电路,利用32位高性能ARM处理器LPC2129的捕获通道和ADC通道实现对三维加速度信号的同时测量,并给出了测量的程序流程。... 提出了一种基于ARM和加速度传感器的三维汽车振动加速度测量方法。在现有研究基础上,设计出能测量三维加速度的处理电路,利用32位高性能ARM处理器LPC2129的捕获通道和ADC通道实现对三维加速度信号的同时测量,并给出了测量的程序流程。实现结果表明:该测量方法简化了系统,同时提高了系统的测量精度和实时性。 展开更多
关键词 ARM LPC2129 三维振动加速度传感器 ADC
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振动加速度传感器的自激振荡消除方法研究
20
作者 王玲 李慧琴 +1 位作者 李洲 赵汉雨 《中国测试》 CAS 2009年第5期85-87,共3页
为解决振动加速度传感器在实际使用中容易产生干扰及自激振荡等突发问题,在设计的加速度计检测电路基础上,通过建立数学模型分析产生自激振荡的原因,并结合具体的应用背景,采用了RC滞后补偿法,改善高频特性和通频带。电路经改进后,电路... 为解决振动加速度传感器在实际使用中容易产生干扰及自激振荡等突发问题,在设计的加速度计检测电路基础上,通过建立数学模型分析产生自激振荡的原因,并结合具体的应用背景,采用了RC滞后补偿法,改善高频特性和通频带。电路经改进后,电路的抗干扰性能得到很大的改善,振动加速度传感器呈现出良好的加速度信号。 展开更多
关键词 振动加速度传感器 自激振荡 干扰 调理电路 滞后补偿
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