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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 三维振动速度传感器 维间耦合 鲸鱼优化算法 极限学习机
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磁电式低频振动传感器原位校准改进型系统的设计与实现 被引量:2
2
作者 尚帅锟 高峰 +1 位作者 杨学山 杨巧玉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第3期96-98,共3页
针对拾振器的原位校准在高频段的灵敏度误差大的问题,构建了改进校准电路后系统模型。通过实验,得到原位校准与激光干涉法的归一化灵敏度的相对误差,发现改进电路后的相对误差小于改进电路前的相对误差。此外,在实验过程中,水平向传感... 针对拾振器的原位校准在高频段的灵敏度误差大的问题,构建了改进校准电路后系统模型。通过实验,得到原位校准与激光干涉法的归一化灵敏度的相对误差,发现改进电路后的相对误差小于改进电路前的相对误差。此外,在实验过程中,水平向传感器对于安装角度有较高的要求,分别改变传感器与水平面的夹角,获得了激光干涉法与原位校准法的校准结果,发现当传感器与水平面有一定夹角时,使用改进后校准的方法后,低频灵敏度与高频灵敏度的误差变大。 展开更多
关键词 灵敏度 磁电式传感器 原位校准 低频振动
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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:2
3
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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用磁电式速度计实现超低频振动传感器的研究 被引量:10
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作者 范云霄 刘桦 +1 位作者 王农 周广信 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第3期41-43,共3页
提出了利用磁电式速度计实现超低频振动传感器的实用方法 ,通过串联式校正电路 ,在保持最佳阻尼的同时 ,使可测最低频率降至 0 .5Hz以下。对该超低频振动传感器的校正电路、工作原理。
关键词 超低频 校正电路 传递函数 磁电式速度 振动传感器 振动频率
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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:2
5
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 被引量:2
6
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) 速度传感器 十字簧片 低频振动
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二维低频光纤布拉格光栅振动传感器的设计 被引量:2
7
作者 刘强 李文静 +4 位作者 马超 魏淑辉 付天舒 于波 刘超 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1450-1457,共8页
本文设计了一种可在x轴和z轴方向工作的对称圆形柔性铰链式二维振动传感器,以对低频振动信号进行获取和监测。从理论上分析了传感结构的力学特性,在Comsol中建立模型进行仿真分析,并采用有限元法对结构进行优化设计,将铰链谐振频率设计... 本文设计了一种可在x轴和z轴方向工作的对称圆形柔性铰链式二维振动传感器,以对低频振动信号进行获取和监测。从理论上分析了传感结构的力学特性,在Comsol中建立模型进行仿真分析,并采用有限元法对结构进行优化设计,将铰链谐振频率设计为420 Hz。采用光纤布拉格光栅(FBG)作为应变检测器件粘贴在铰链结构表面,利用边沿滤波器法实现FBG的动态解调,采用标准振动台对传感器性能进行测试。实验结果表明该传感器在x轴和z轴的谐振频率为420 Hz,工作频率为20~300 Hz。在平坦区的平均灵敏度为1847.32 mV/g,加速度分辨率达5.41×10^(-4)g。该传感器在所有二维方向上的横向干扰水平均小于5%。本文设计的传感器为二维振动传感器,可适用于低频振动信号的高灵敏检测。 展开更多
关键词 速度传感器 振动检测 光纤布拉格光栅 铰链结构
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一种MHD角振动传感器动态本底噪声无偏高效测试方法 被引量:1
8
作者 李醒飞 刘帆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期620-629,共10页
目前,磁流体动力学(MHD)角振动传感器动态本底噪声测试尚无统一方法,难以有效开展测试。首先,针对双通道和三通道方法系统误差不明确的问题,推导了两种方法的系统误差,指出了方法的适用条件;然后,针对双通道方法存在系统误差、三通道方... 目前,磁流体动力学(MHD)角振动传感器动态本底噪声测试尚无统一方法,难以有效开展测试。首先,针对双通道和三通道方法系统误差不明确的问题,推导了两种方法的系统误差,指出了方法的适用条件;然后,针对双通道方法存在系统误差、三通道方法系统结构复杂的问题,提出了一种基于最小二乘的传感器动态本底噪声无偏高效测试方法,证明了所提方法不存在系统误差;最后,实验对比了三种方法的测试效果。结果表明,所提方法能够在时域和频域上准确分离传感器的动态本底噪声;相比双通道和三通道方法,所提方法的平均相对误差最小,分别为7.2%和3.7%;测试系统所需资源少、结构简单而且易于实现,满足MHD角振动传感器动态本底噪声的测试需求。 展开更多
关键词 微角振动 速度传感器 本底噪声 最小二乘
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基于D-LDV的MHD微角振动传感器在位校准方法
9
作者 李醒飞 闫慧敏 刘帆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1151-1158,共8页
针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器... 针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器在25 Hz~1500 Hz内的主要性能指标。实验结果表明,所提方法能够准确校准传感器的复灵敏度参数,非线性误差为0.091%,最大重复性误差为0.54%和0.33°,测试频段内灵敏度幅值和相移测量的扩展不确定度分别为1.42%和0.672°(k=2),满足MHD微角振动传感器的宽频带、大量程的在位校准需求。 展开更多
关键词 速度传感器 激光多普勒测振仪 在位校准 非接触式 微角振动
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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
10
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 振动速度传感器 信号调理 振动信号
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压电式加速度传感器振动信号采集系统 被引量:17
11
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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压阻式振动角加速度传感器 被引量:6
12
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 角加速度 轮辐式 传感器
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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
13
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 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MEMS加速度传感器的云高仪倾角和振动测量 被引量:3
14
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 速度传感器 云高仪 倾角 振动
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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 速度传感器
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基于传感器阵列的振动测试角速度算法研究 被引量:3
16
作者 汪伟 焦健超 +1 位作者 唐力伟 杨通强 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第4期58-61,共4页
针对较高频率下多维线振动与角振动同时存在的复杂振动,加速度传感器阵列可以有效地测试六自由度参数。在关键的测试三维角速度的过程中,传统的积分方法使误差快速积累,在长时间测试的情况下严重影响精度。该文基于一种利用三轴加速度... 针对较高频率下多维线振动与角振动同时存在的复杂振动,加速度传感器阵列可以有效地测试六自由度参数。在关键的测试三维角速度的过程中,传统的积分方法使误差快速积累,在长时间测试的情况下严重影响精度。该文基于一种利用三轴加速度传感器阵列的四传感器配置方案,通过模型仿真对积分法、开方法等角速度解算算法进行比较,并提出一种组合算法,在保证精度的前提下解决了误差积累的问题,为长时间的振动测试提供了算法保证。 展开更多
关键词 振动参数 传感器阵列 速度 误差积累 组合算法
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差动式磁电相对振动速度传感器的研制 被引量:3
17
作者 栗合营 俞梅 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第1期25-27,共3页
介绍了差动式磁电速度传感器的工作原理,分析比较了该传感器与传统的同类产品的不同,具有性能更可靠、工作更稳定、传感更灵敏等特点。
关键词 磁电式 速度传感器 移动线圈型 移动磁钢型 差动式 动平衡机
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基于负刚度磁弹簧的超低频振动速度传感器的设计与性能分析 被引量:3
18
作者 周振华 傅逸轩 杜荣华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第10期23-31,共9页
低频振动速度信号的测量在振动控制、地质勘探、土木工程等领域有着广泛的应用,而实现振动速度传感器的低频扩展对实现低频超低频振动速度信号的测量至关重要。为了实现振动速度传感器测量下限频率的扩展,提出了一种基于负刚度磁弹簧的... 低频振动速度信号的测量在振动控制、地质勘探、土木工程等领域有着广泛的应用,而实现振动速度传感器的低频扩展对实现低频超低频振动速度信号的测量至关重要。为了实现振动速度传感器测量下限频率的扩展,提出了一种基于负刚度磁弹簧的超低频速度传感器。利用等效磁荷法建立负刚度磁弹簧的磁力与刚度模型;分析了负刚度磁弹簧的几何参数对其负刚度特性的影响规律,通过调节磁负刚度弹簧的几何参数以实现传感器低频扩展对负刚度特性线性度和幅值的要求;并进一步分析了振动速度传感器频响特性。结果表明文中提出速度传感器以及结构参数设计方法能有效地实现速度传感器的低频扩展,并实现低频振动速度信号的测量。 展开更多
关键词 磁弹簧 负刚度 振动速度传感器 低频扩展
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互易磁电振动传感器校准技术研究
19
作者 练翔坤 蔡晨光 +2 位作者 孔明 刘志华 吕思耀 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1688-1694,共7页
提出一种无源伺服振动传感器的新的互易校准方法,该方法基于互易法校准的基本原理,根据无源伺服振动传感器的双线圈特性划分成被校传感器和互易传感器,通过建立振动微分方程,分析2个传感器的灵敏度比值、灵敏度乘积和互易校准系数的频... 提出一种无源伺服振动传感器的新的互易校准方法,该方法基于互易法校准的基本原理,根据无源伺服振动传感器的双线圈特性划分成被校传感器和互易传感器,通过建立振动微分方程,分析2个传感器的灵敏度比值、灵敏度乘积和互易校准系数的频率响应特性,最终提出对应的校准方法。基于该方法,进行2次实验测量,得到灵敏度比值和灵敏度乘积,结合互易校准系数,实现了无源伺服振动传感器的校准。并与激光干涉法进行了实验对比,实验结果表明:在频率1~100 Hz,2个传感器的校准结果相对误差均不超过1%。 展开更多
关键词 振动测量 磁电式振动传感器 互易法 无源伺服传感器 现场校准
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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 振动速度传感器 自激振荡 干扰 调理电路 滞后补偿
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