基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器

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作者 杨继森 庹万章 +2 位作者 张静 冯济琴 卢渝 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期201-213,共13页

针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构... 针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构成。通过对X、Y方向励磁线圈通入正余弦励磁信号,在定尺上构建出多频磁场耦合的二维均匀磁场阵列,动尺感应出带有位移信息的电信号,经过理论推导和电磁仿真验证了多频磁场直接解耦差动结构和幅值调制解算方法的可行性,并对仿真误差进行分析,并优化了传感器结构。最后采用PCB工艺制作传感器样机并开展相关实验研究,实验结果表明:传感器在150 mm×150 mm的测量范围可对二维位移进行精确测量,其中X方向测量精度为±33.08μm,Y方向测量精度为±36.95μm,优化后的传感器样机X、Y方向原始对极内位移误差峰峰值在原有基础上降低了49.1%和50.7%。 展开更多

关键词 二维位移传感器 平面二维位移测量 多频磁场耦合

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按二维问题研究平面闸门门槽受剪破坏的合理性

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作者 冷飞 蒋勇 +2 位作者 喻君 漆天奇 陈思远 《人民长江》 北大核心 2025年第3期158-163,171,共7页

平面闸门门槽为三维空间结构,但已有研究与相关设计规范均将其受剪视为二维问题,合理性存在争议。为验证将门槽受剪视为二维问题的合理性,以实际工程事故闸门门槽为原型进行三维线弹性分析,讨论其在闸门推力作用下的变形、剪应力分布、... 平面闸门门槽为三维空间结构,但已有研究与相关设计规范均将其受剪视为二维问题,合理性存在争议。为验证将门槽受剪视为二维问题的合理性,以实际工程事故闸门门槽为原型进行三维线弹性分析,讨论其在闸门推力作用下的变形、剪应力分布、各截面剪力分布等受力特性,以及闸墩外侧面约束对门槽受剪的影响,确定门槽受剪最危险截面;对门槽进行二维和三维非线性分析,对比最危险截面破坏形态与平面试件破坏形态。研究结果表明:闸门推力作用下,门槽变形和剪应力随高程发生变化,闸墩外侧是否受到约束对门槽剪应力分布规律没有明显影响;门槽受剪最危险截面的位置与闸墩外侧面约束条件无关,将闸门推力简化为均匀分布时,最危险截面位于闸墩半高处;二维与三维非线性分析所得受剪最危险截面的破坏形态也基本相同,且与平面试件试验结果一致。因此按二维问题分析门槽受剪承载力合理可行,能够反映门槽受剪破坏的特征。 展开更多

关键词 平面闸门门槽 受剪承载力 破坏形态 三维空间结构 二维分析

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差动结构的平面二维时栅位移传感器 被引量：5

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作者 杨继森 牟智铭 +2 位作者 李路建 邵争光 田青青 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1444-1451,1460,共9页

为了解决采用两套高精度一维传感、装置测量二维位移时存在的测量系统复杂、检测同步性难保证和解耦运算复杂等问题,提出了一种基于差动结构的二维感应信号直接解耦方法,用于研究一种平面线圈型二维时栅位移传感器。立足于传统电磁式时... 为了解决采用两套高精度一维传感、装置测量二维位移时存在的测量系统复杂、检测同步性难保证和解耦运算复杂等问题,提出了一种基于差动结构的二维感应信号直接解耦方法,用于研究一种平面线圈型二维时栅位移传感器。立足于传统电磁式时栅技术,构建了二维位移直接解耦测量模型,并设计了传感器的基本结构。利用ANSYS Maxwell建立了传感器三维结构模型并进行了电磁仿真,并对仿真结果进行误差分析和溯源。基于此研制了传感器样机并进行了实验。实验结果表明:样机在79.2 mm×79.2 mm测量范围内,X方向误差为91μm,Y方向误差为74μm,可实现二维位移同步检测和直接解耦测量,且测量系统结构简单、体积小,对研究更高性能的二维时栅具有重要参考价值。 展开更多

关键词 时栅位移传感器 差动结构 平面线圈 二维位移 直接解耦测量

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平面二维时栅位移传感器的理论模型与误差分析 被引量：7

4

作者 刘小康 李佳豪 +2 位作者 彭凯 王合文 蒲红吉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期111-121,共11页

本文提出了一种平面二维位移测量方法,并研制出了一种新型的平面二维时栅位移传感器。首先,建立了平面二维时栅测量模型,采用一种离散化的电极编码阵列,实现了二维平面上的编码;其次,提出了一种测量信号解耦方法,通过对4块正交排列的动... 本文提出了一种平面二维位移测量方法,并研制出了一种新型的平面二维时栅位移传感器。首先,建立了平面二维时栅测量模型,采用一种离散化的电极编码阵列,实现了二维平面上的编码;其次,提出了一种测量信号解耦方法,通过对4块正交排列的动尺电极上的感应信号进行线性运算,实现了对输出行波信号的解耦;建立了三维电场仿真模型并进行仿真分析,仿真结果验证了离散化电极编码的可行性和解耦运算方法的有效性;此外,通过仿真得到了平面二维时栅位移传感器的误差特性,其主要以4次误差为主,并且随着间隙的增大而衰减;最后,采用PCB工艺制造了传感器样机进行实验。实验表明:在300 mm×300 mm范围内,二维时栅传感器在X方向大量程误差为±8μm,Y方向大量程误差为±8.4μm,实现了可靠的二维位移测量。 展开更多

关键词 平面二维位移测量 位移传感器 时栅 信号解耦 误差特性

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复合梁结构小型六维力传感器的优化设计

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作者 孙逸文 陈希良 谢正宇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第3期21-28,共8页

文中设计了一种三横梁与三竖梁复合的六维力传感器弹性体结构,使其外径缩小至40 mm,整个传感器装配完成后外径为45 mm。首先基于有限元技术分析了其在各种载荷条件下的应变分布,根据应变分布特性,设计了传感器的惠斯登电桥方案,推导了... 文中设计了一种三横梁与三竖梁复合的六维力传感器弹性体结构,使其外径缩小至40 mm,整个传感器装配完成后外径为45 mm。首先基于有限元技术分析了其在各种载荷条件下的应变分布,根据应变分布特性,设计了传感器的惠斯登电桥方案,推导了每个方向的输出电压公式。在此基础上,基于Box-Behnken响应面法开展弹性体结构的优化,以弹性体上应变片贴片位置的平均应变作为优化目标,通过多目标遗传算法得到最优设计参数,F_(x)、F_(y)、F_(z)、M_(x)、M_(y)、M_(z) 6个方向的平均应变分别是优化前的1.5833、1.5632、1.7338、1.5113、1.5109、2.171倍。进行样机制作,完成标定实验,使用最小二乘法求得解耦矩阵,通过解耦矩阵求得传感器的Ι类误差分别为0.18%、0.42%、0.41%、0.05%、0.49%、0.6%,ΙΙ类误差最大值为1.665%,精度高,维间耦合小,验证了该结构的可行性。 展开更多

关键词 六维力传感器 复合梁结构 结构参数优化 响应面法 最小二乘法

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贴片天线传感器平面二维应变测量方法研究 被引量：10

6

作者 周凯 刘志平 +2 位作者 毛艳飞 孔璞萍 柯亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期136-143,共8页

贴片天线传感器因无源无线、结构简单,能同时感知结构应变、裂纹等优点,在结构健康监测中具有广阔的发展前景。针对贴片天线应变传感器一维测量特性与被测结构的多维变形之间的维度差异问题,从理论上分析了贴片天线传感器的双频应变敏... 贴片天线传感器因无源无线、结构简单,能同时感知结构应变、裂纹等优点,在结构健康监测中具有广阔的发展前景。针对贴片天线应变传感器一维测量特性与被测结构的多维变形之间的维度差异问题,从理论上分析了贴片天线传感器的双频应变敏感特性,设计了一种用于二维应变测量的组合贴片天线传感器,由垂直布置的贴片天线及一片斜向45°布置的寄生贴片天线组成,基质材料选用耐热性和耐潮性较好的FR4层压板。采用COMSOL Multiphysics仿真软件研究了组合贴片天线传感器的＂谐振频率-应变＂关系,通过试验探究了其平面结构的二维应变检测性能,并与电阻应变片测量结果进行对比。理论、仿真和试验结果均表明,组合贴片天线检测平面结构的二维应变效果良好,可应用于板梁结构平面应力场的主应力和主方向测量。 展开更多

关键词 组合贴片天线 传感器 COMSOL MULTIPHYSICS 二维应变测量 平面结构

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基于光纤布拉格光栅的二维力传感器设计及实验研究 被引量：13

7

作者 孙世政 廖超 +2 位作者 李洁 蒙志强 向洋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期1-9,共9页

针对目前多维力传感器难以同时兼顾电磁干扰、接线复杂、维间耦合较大及灵敏度较低的问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅的二维力传感器。首先,基于光纤布拉格光栅传感理论和简支梁弯曲变形理论,设计了十字横梁结构的传感器弹性体,并揭... 针对目前多维力传感器难以同时兼顾电磁干扰、接线复杂、维间耦合较大及灵敏度较低的问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅的二维力传感器。首先,基于光纤布拉格光栅传感理论和简支梁弯曲变形理论,设计了十字横梁结构的传感器弹性体,并揭示光纤光栅传感器波长漂移量与力的映射关系;其次,采用有限元分析方法研究弹性体的应变分布特性,确定光纤布拉格光栅最佳封装位置;最后,搭建了实验标定平台,对传感器的灵敏度、线性度、维间耦合误差以及重复性误差进行实验研究。实验结果表明,该传感器x、y方向的波长灵敏度分别约为7.464、7.520 pm/N,线性度分别约为3%、2%,维间耦合误差分别约为1.01%、0.218%,重复性误差分别约为4.898%、5.828%。该传感器可应用于机器人腕部二维力测量,对提高机器人关节的高精度控制反馈具有重要意义。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 二维力传感器 十字横梁结构 维间耦合

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二维位移传感器研究 被引量：3

8

作者 冯斌 罗叙萍 《工具技术》 2011年第11期80-83,共4页

在许多应用领域中,需要测量物体作二维运动的位移,特别是物体做平面平动的位移。本文介绍了各种二维位移传感器的原理和实现方法,具体分析了国内外已有的各种二维位移传感器的结构特点。

关键词 位移测量 二维位移传感器 平面平动

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一种分析二维平面左手结构的新方法

9

作者 李超 刘开雨 李芳 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2262-2266,共5页

本文提出了一种基于单元结构的四端口网络S参数和周期性结构的Bloch理论来分析二维平面分布参数左手结构的新方法,以及基于Bloch波数和Bloch阻抗来判断左右手特性频带的新方法.与以往的单元结构分析方法相比,本文方法有利于单元结构的... 本文提出了一种基于单元结构的四端口网络S参数和周期性结构的Bloch理论来分析二维平面分布参数左手结构的新方法,以及基于Bloch波数和Bloch阻抗来判断左右手特性频带的新方法.与以往的单元结构分析方法相比,本文方法有利于单元结构的灵活设计,能较好地考虑分布参数元件色散特性,能简便准确地判断出左右手特性频带,且能用于分析各向异性和有损耗结构.作为例子,我们设计了一种串联电容增强型平面左手结构,并用本文方法进行分析,清楚地得到了该结构的左右手特性频带.本文还采用时域有限差分方法(FDTD)对这种新型平面结构阵列进行模拟,在左手特性频带内得到了后向波传播特性,从而验证了本文方法的有效性. 展开更多

关键词 二维平面左手结构 S参数 Bloch波数 Bloch阻抗 后向波

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平面分层媒质中二维非均匀结构电磁散射的研究

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作者 王卫延 张守融 《电子科学学刊》 CSCD 1997年第1期105-111,共7页

本文研究埋藏在平面分层媒质中的二维非均匀结构的电磁散射分析方法和散射特性。在推导平面分层介质中电流丝辐射的Green函数的基础上,建立非均匀结构相对于分层媒质的等效电流所产生散射场的电场积分方程,进而在离散的条件下求解。利... 本文研究埋藏在平面分层媒质中的二维非均匀结构的电磁散射分析方法和散射特性。在推导平面分层介质中电流丝辐射的Green函数的基础上,建立非均匀结构相对于分层媒质的等效电流所产生散射场的电场积分方程,进而在离散的条件下求解。利用文中提出的方法,对于不同介质目标的散射进行了计算,并比较了埋藏深度、周围介质、分层结构等因素对埋藏目标散射特性的影响。 展开更多

关键词 电磁散射 平面分层介质 二维非均匀结构

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基于容栅传感器的二维微小位移测量方法研究 被引量：5

11

作者 王睿 李新娥 +2 位作者 马铁华 杜红棉 陆阳洋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1441-1448,共8页

针对物体微小位移方向难以判别的问题,提出一种基于容栅传感器的二维微小位移测量方法以及平面内任意方向位移二元参数模型,并设计了容栅传感器和微小位移双通道测试系统。利用带有两个千分尺的模拟测试台,模拟物体在平面内微小位移(毫... 针对物体微小位移方向难以判别的问题,提出一种基于容栅传感器的二维微小位移测量方法以及平面内任意方向位移二元参数模型,并设计了容栅传感器和微小位移双通道测试系统。利用带有两个千分尺的模拟测试台,模拟物体在平面内微小位移(毫米级)进行测量,测试系统两个通道输出与微小位移变化对应的差分电压,通过分析两个通道的差分输出电压即可得到微小位移量值和方向。经过实验验证了测试方法的可行性以及参数模型的正确性。实验结果表明:当物体在平面坐标x轴或y轴产生单方向相对位移时,依据两个通道差分电压输出变化可以明确判断位移方向和量值;当物体在平面内任意位置产生相对位移时,基于参数模型求解结果结合两个通道差分电压输出变化量分析可以确定位移方向和量值。 展开更多

关键词 容栅传感器 平面微小位移 二维测量 边缘效应

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二维纳米材料在柔性压阻传感器中的应用研究进展 被引量：4

12

作者 刘璐 王李波 +2 位作者 刘大荣 胡前库 周爱国 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期15-24,共10页

随着柔性压力传感器在可穿戴电子设备、电子皮肤等领域的快速发展,研究制备高灵敏度、低检测限、宽感应范围的高性能柔性压阻传感器成为一种必然趋势。为了获得高性能的柔性压阻传感器,需要在导电敏感材料的选择和传感器微纳结构的设计... 随着柔性压力传感器在可穿戴电子设备、电子皮肤等领域的快速发展,研究制备高灵敏度、低检测限、宽感应范围的高性能柔性压阻传感器成为一种必然趋势。为了获得高性能的柔性压阻传感器,需要在导电敏感材料的选择和传感器微纳结构的设计上进行一系列的创新。二维纳米材料凭借其独特的结构和优异的性能,成为柔性压阻传感器导电敏感材料的良好选择。本文综述了几种类型的二维纳米材料压阻传感器,介绍了二维纳米材料柔性传感器的微纳米结构的创新及发展,最后针对当前研究面临的问题提出了解决方法并对其今后的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 柔性压阻传感器 二维纳米材料 微纳结构 性能

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梳齿式二维微纳传感器的物理设计 被引量：1

13

作者 王澍沁 王弼陡 +2 位作者 吕丹辉 杨维 孙海旋 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期857-862,共6页

在MEMS技术的基础上,设计了一种梳齿式二维微纳传感器的芯片结构。通过应用硅基力敏感结构,实现了将微弱不可测力学信号转换为可测电信号;建立有限元模型,分析计算了微力传感器的结构和电学特性,得到了力学信号与电学信号的对应关系;对... 在MEMS技术的基础上,设计了一种梳齿式二维微纳传感器的芯片结构。通过应用硅基力敏感结构,实现了将微弱不可测力学信号转换为可测电信号;建立有限元模型,分析计算了微力传感器的结构和电学特性,得到了力学信号与电学信号的对应关系;对模型进行了模态分析和谐响应分析,验证了结构的固有频率和谐响应频率远离系统的工作驱动频率,保证了芯片的工作稳定性和测量精度。仿真分析结果表明,微力传感器芯片的力和力矩的分辨率分别达到2.85μN和0.0382μN·m,信号转换线性度分别达到0.999 6、0.999 9。模态固有频率(第一阶、第二阶)和谐响应频率分别为783.28 Hz、1 294.3 Hz和770 Hz,均满足性能指标要求。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) 力传感器 二维 梳齿结构 物理设计

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平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性质的影响 被引量：1

14

作者 袁罡 马新国 +4 位作者 贺华 邓水全 段汪洋 程正旺 邹维 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期527-533,共7页

二维单层MoSi_(2)N_(4)具有优异的载流子输运能力与出色的化学稳定性,受到了广泛关注,但其光电性质与外加平面应变间的内在关系尚未展开深入探讨。本研究采用平面波超软赝势方法探索了平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性... 二维单层MoSi_(2)N_(4)具有优异的载流子输运能力与出色的化学稳定性,受到了广泛关注,但其光电性质与外加平面应变间的内在关系尚未展开深入探讨。本研究采用平面波超软赝势方法探索了平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性质的影响,发现单层MoSi_(2)N_(4)为间接带隙半导体,其价带顶由Mo4d轨道和部分N2p轨道杂化而成,导带底则均由Mo4d轨道组成。在拉应变作用下,单层MoSi_(2)N_(4)的带隙逐渐变窄且光生载流子的有效质量不断减小;在压应变作用下,其带隙逐渐变宽,光生载流子的有效质量缓慢增大。值得注意的是,当压应变ε=-2.8%时,体系由间接带隙转变为直接带隙。单层MoSi_(2)N_(4)的光学吸收表现出明显的各向异性,且在平面应变作用下光吸收带边发生了不同程度的移动,有效地拓展了体系的光谱响应范围,有利于提升光电特性。这可为进一步研究二维单层MoSi_(2)N_(4)在新型可调谐纳米光电器件领域的应用提供理论指导。 展开更多

关键词 二维材料 平面应变 光电性质 第一性原理 能带结构

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电阻式柔性触觉传感器的研究与医养健康领域应用现状 被引量：1

15

作者 殷霞 张士进 +1 位作者 田明伟 刘红 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期76-84,共9页

近年来,可穿戴智能系统的进步对柔性压力传感器提出迫切的需求。其中,电阻式柔性触觉传感器因其原理简单、易于加工、集成效率高等特点得到了迅速发展。但是,如何实现传感器在宽压力监测范围内,具有高灵敏度仍是研究者们要面临的挑战。... 近年来,可穿戴智能系统的进步对柔性压力传感器提出迫切的需求。其中,电阻式柔性触觉传感器因其原理简单、易于加工、集成效率高等特点得到了迅速发展。但是,如何实现传感器在宽压力监测范围内,具有高灵敏度仍是研究者们要面临的挑战。为了解决上述问题,除了选择先进的功能材料和合适的衬底材料,优化传感器结构也是一个重要的研究方向。本文立足于传感器件的结构设计,分别介绍了一维的纤维纱线传感器件,基于表面微结构、纳米结构构筑的二维平面传感器件及具有空间结构和高空隙的多维立体结构传感器件,通过以上结构设计实现了传感器件性能的提升,最后分析了其在医养健康领域的实际应用进展。 展开更多

关键词 电阻式柔性触觉传感器 结构设计 医养健康 一维纤维纱线传感器件 二维平面结构传感器件 多维立体结构传感器件 健康监测

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二维正方柱结构光子晶体禁带的研究 被引量：5

16

作者 王媛媛 宋健 +3 位作者 黄益强 李田赫 张振宇 何晓东 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期969-973,共5页

利用平面波展开法通过计算机模拟仿真对二维正方排列介质方柱和空气方柱结构以及三角排列介质方柱和空气方柱结构进行了禁带研究。研究发现:这四种二维光子晶体结构都存在完全禁带。介质方柱结构具有较大的TM禁带,而空气方柱结构具有较... 利用平面波展开法通过计算机模拟仿真对二维正方排列介质方柱和空气方柱结构以及三角排列介质方柱和空气方柱结构进行了禁带研究。研究发现:这四种二维光子晶体结构都存在完全禁带。介质方柱结构具有较大的TM禁带,而空气方柱结构具有较大的TE禁带。当介质方柱宽度增大时,禁带中心频率均向低频移动,而当空气方柱宽度增加时,禁带中心频率均向高频移动。当增大材料折射率时,禁带中心频率均向低频移动。对于空气方柱结构,应该选取高折射率材料,以提高完全禁带的带隙率。 展开更多

关键词 光子晶体 二维光子晶体 平面波展开法 禁带结构 完全禁带

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大型二维多折展开平面天线机构设计及动力学特性分析 被引量：3

17

作者 史创 刘名利 +2 位作者 郭宏伟 刘荣强 马小飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2868-2876,共9页

随着空间对地观测范围和观测精度要求的不断提升,对大型平面可展开天线机构的需求越来越迫切。本文提出了一种全新的空间大型二维多折展开相控阵天线机构,对其进行了构型优选、结构设计及动力学特性分析。首先,建立了综合评价指标,优选... 随着空间对地观测范围和观测精度要求的不断提升,对大型平面可展开天线机构的需求越来越迫切。本文提出了一种全新的空间大型二维多折展开相控阵天线机构,对其进行了构型优选、结构设计及动力学特性分析。首先,建立了综合评价指标,优选出综合性能最优的天线整体构型方案。其次,对天线机构各部件进行了详细的结构设计,进行样机的研制与展开原理实验验证。最后,建立了天线机构的有限元模型,通过仿真得出了天线机构展开态前5阶振动频率及其对应的振型,并以系统频率变形比作为优化目标对各杆件截面参数进行优化。本文所设计的二维多折展开平面天线机构折展比达到17.6,提高了传统平面天线机构的折叠比;分子振动基频达到1.3339 Hz,实现了大型平面天线机构的高刚度支撑,为我国大型平面相控阵天线机构的研制提供了可行方案。 展开更多

关键词 平面天线 二维折展 构型设计 结构设计 动力学分析

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单元结构尺寸对不锈钢/空气二维声子晶体声波禁带的影响 被引量：3

18

作者 赵宏刚 刘耀宗 +1 位作者 温激鸿 韩小云 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期793-795,共3页

　使用平面波展开法,讨论了单元结构尺寸对正方形排列的不锈钢/空气二维声子晶体声波禁带的影响。结果表明,当填充率(晶格常数)增大时,最低禁带宽度增大(减小);最低禁带中心频率基本不受散射体半径的影响,但随晶格常数的增大而降低。

关键词 禁带宽度 声子晶体 晶格常数 二维 平面波展开 散射体 半径 体声波 单元结构 中心频率

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三维力传感器的设计和静态解耦算法研究 被引量：8

19

作者 彭小武 马国鹭 +2 位作者 赵涌 宋子军 王清清 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1518-1522,共5页

针对三维力传感器在获取大量程空间三维力时存在精度低、维间耦合的问题,从机械解耦角度进行改进,弹性体采用十字梁型结构,竖梁两侧开设通槽,并将电阻应变片粘贴于竖梁和横梁两侧,通过电阻应变片组桥方式连接。利用万能试验机对传感器... 针对三维力传感器在获取大量程空间三维力时存在精度低、维间耦合的问题,从机械解耦角度进行改进,弹性体采用十字梁型结构,竖梁两侧开设通槽,并将电阻应变片粘贴于竖梁和横梁两侧,通过电阻应变片组桥方式连接。利用万能试验机对传感器进行标定加载分析,基于最小二乘理论对经多次测量筛选出的数据进行拟合,得出该传感器输入载荷与输出电压之间解耦矩阵。采用研制出的三维力传感器进行论证实验,通过对传感器标定并结合弹性体本身机械结构解耦。实验结果表明,所研制的大量程三维力传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为2.36%和2.1%,能够较好地抑制各维间的耦合,并达到了该传感器的预期精度要求。 展开更多

关键词 三维力传感器 静态标定 最小二乘理论 结构解耦 维间耦合

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AlGaN/GaN纳米异质结构中的二维电子气密度研究 被引量：1

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作者 杨帆 许并社 +3 位作者 董海亮 张爱琴 梁建 贾志刚 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第6期1136-1144,共9页

本文设计了纳米线核壳AlGaN/GaN异质结构,研究了势垒层厚度、Al组分、掺杂浓度对平面和纳米线异质结构中二维电子气(2DEG)浓度的影响规律。结果表明,随着势垒层厚度的逐渐增大,两种结构中2DEG浓度增速逐渐减缓,当达到40 nm后,由于表面... 本文设计了纳米线核壳AlGaN/GaN异质结构,研究了势垒层厚度、Al组分、掺杂浓度对平面和纳米线异质结构中二维电子气(2DEG)浓度的影响规律。结果表明,随着势垒层厚度的逐渐增大,两种结构中2DEG浓度增速逐渐减缓,当达到40 nm后,由于表面态电子完全发射,2DEG浓度逐渐稳定不变。随着Al组分的增加,极化效应逐渐增强,使得两种结构在异质界面处的2DEG浓度都逐渐增加。当掺杂浓度逐渐提高时,两者在异质界面处电势差增大,势阱加深,束缚电子能力加强,最终导致2DEG浓度逐渐增加,当掺杂浓度增加到2.0×10^(18)cm^(-3)后,2DEG面密度达到最大值。与平面结构相比,纳米线结构可以实现更高的Al组分,在高Al组分之下,2DEG面密度最高可达5.13×10^(13)cm^(-2),相比于平面结构有较大的提高。 展开更多

关键词 ALGAN/GAN 纳米线结构 平面结构 二维电子气浓度 异质结构 能带结构

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