压电石英加速度传感器稳定性研究 被引量：7

1

作者 刘玲玲 田文杰 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第1期45-46,49,共3页

分析了加速度传感器的量程、分辨率及晶体相关参数与传感器输出稳定性的关系,测试了不同环境状态下石英晶体谐振器的频率稳定性和加速度传感器的稳定性。试验结果表明,环境因素对石英晶体频率稳定性和石英加速度传感器稳定性有不同程度... 分析了加速度传感器的量程、分辨率及晶体相关参数与传感器输出稳定性的关系,测试了不同环境状态下石英晶体谐振器的频率稳定性和加速度传感器的稳定性。试验结果表明,环境因素对石英晶体频率稳定性和石英加速度传感器稳定性有不同程度的影响,传感器稳定性的理论计算值与实测结果一致。 展开更多

关键词 加速度传感器 石英晶体 频率稳定度

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压电谐振式力传感器响应时间的研究 被引量：3

2

作者 路峻岭 田文杰 +1 位作者 张伟 张福学 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2005年第12期49-51,共3页

在分析传感器响应特性的基础上,得出了阶跃输入时,压电谐振式力传感器在不同状态下的输出响应,分析了响应时间与敏感头的固有频率ω_n、阻尼比ξ、输出误差带2△y 及灵敏度之间的关系。研究表明：给定传感器的输出误差带后,在轻度欠阻... 在分析传感器响应特性的基础上,得出了阶跃输入时,压电谐振式力传感器在不同状态下的输出响应,分析了响应时间与敏感头的固有频率ω_n、阻尼比ξ、输出误差带2△y 及灵敏度之间的关系。研究表明：给定传感器的输出误差带后,在轻度欠阻尼状态下传感器响应时间最短,增大敏感头固有谐振频率能提高传感器的响应速度,但会降低灵敏度,调整敏感头的结构,可使传感器的响应满足要求。 展开更多

关键词 压电谐振式 力传感器 响应时间

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抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器的研究 被引量：2

3

作者 朴林华 吕耀杰 +1 位作者 王义 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第6期659-661,共3页

提出了一种能够抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器。根据气流式倾角敏感元件和气流式倾角敏感元件的输出特点,建立了抗加速度干扰的数学模型;根据抗加速度干扰的数学模型,设计了抗加速度干扰的程序,实现了载体振动、角振动和摇摆等在... 提出了一种能够抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器。根据气流式倾角敏感元件和气流式倾角敏感元件的输出特点,建立了抗加速度干扰的数学模型;根据抗加速度干扰的数学模型,设计了抗加速度干扰的程序,实现了载体振动、角振动和摇摆等在运动状态下抗加速度干扰的目的,抗加速度干扰能力在95%以上。该传感器不仅能够进行静态倾角测量,而且能够抗动态情况下加速度对摆式倾角传感器的干扰。 展开更多

关键词 电子技术 抗加速度 数学模型 水平姿态

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谐振式力传感器敏感结构的研究 被引量：1

4

作者 路峻岭 田文杰 +3 位作者 王长江 张伟 夏颂 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第2期149-151,159,共4页

利用材料力学及弹性力学法 ,对石英晶体谐振式力传感器的悬臂梁结构进行了研究 ,得出了双梁单岛及三梁单岛悬臂梁结构的力转移系数 ,在与实验结果进行了比较后证明 。

关键词 谐振式力传感器 敏感结构 石英谐振器 悬臂梁结构 力转移系数

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数学式压电石英姿态传感器的研究 被引量：1

5

作者 田文杰 路峻岭 +1 位作者 张伟 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第5期365-367,共3页

叙述了数学式压电石英姿态传感器的结构原理与性能。介绍了敏感元件的设计方案 ,设计制作了弹性敏感质量体 ,有效地提高了石英晶体的抗过载能力和抗冲击能力 ;设计制作了结构简单 ,密封效果良好的双劈形挤压密封腔。试验表明 ,采用这种... 叙述了数学式压电石英姿态传感器的结构原理与性能。介绍了敏感元件的设计方案 ,设计制作了弹性敏感质量体 ,有效地提高了石英晶体的抗过载能力和抗冲击能力 ;设计制作了结构简单 ,密封效果良好的双劈形挤压密封腔。试验表明 ,采用这种结构形式的姿态传感器 ,其分辨率优于 0 .0 0 14°,非线性度为 0 .13% ,密封腔漏气率小于 2× 10 - 1 1 Pa· m3/ 展开更多

关键词 压电石英 姿态传感器 分辨率 非线性 漏气率

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微机械气流式水平姿态传感器的结构研究

6

作者 刘玉洁 朴林华 +1 位作者 宋佳 张福学 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第1期59-61,共3页

确定了微机械气流式水平姿态传感器2只热敏电阻器的最佳距离。采用有限元方法,利用AN-SYS-FLOTRAN CFD软件,计算了在不同倾斜状态下两热敏电阻器间距对敏感元件内流场分布的影响。计算结果表明:当两热敏电阻器的间距d改变时,温度场和流... 确定了微机械气流式水平姿态传感器2只热敏电阻器的最佳距离。采用有限元方法,利用AN-SYS-FLOTRAN CFD软件,计算了在不同倾斜状态下两热敏电阻器间距对敏感元件内流场分布的影响。计算结果表明:当两热敏电阻器的间距d改变时,温度场和流场都发生变化;在热敏电阻器加热功率一定的情况下,2只热敏电阻器处气流速度差Δv与倾角的关系曲线也随d发生变化。d=400μm时,线性范围最小,斜率最小;当d=300μm时,线性最好,斜率较大;d=200μm时,线性范围较窄,斜率最大。当d=400μm时,传感器线性范围最小,灵敏度最小;当d=300μm时,传感器的线性最好,灵敏度比较大;d=200μm时,线性范围较窄,灵敏度最大。综合比较,取d=300μm为最佳方案。 展开更多

关键词 间距 姿态 敏感结构 流场

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压电射流角速度传感器敏感机理的有限元分析 被引量：9

7

作者 朴林华 张滨 +1 位作者 张金铎 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第3期309-311,共3页

采用有限元法分析了压电射流角速度传感器的敏感机理。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时二维腔体中由喷嘴喷出气体的流场。结果表明,腔体在静止状态下,气流速度相对于腔体中心... 采用有限元法分析了压电射流角速度传感器的敏感机理。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时二维腔体中由喷嘴喷出气体的流场。结果表明,腔体在静止状态下,气流速度相对于腔体中心轴对称分布,两热电阻丝处的气流速度相等,两热电阻丝上的电流相等,电桥电路输出为零;在有角速度输入时,射流速度相对于腔体中心轴不再对称,两热电阻丝处的气流速度之差随着角速度而变化,引起两热电阻丝上电流之差也随之变化,电桥输出一个对应于角速度的电压。有限元计算法为压电射流角速度传感器的优化设计开辟了有效的研究途径。 展开更多

关键词 有限元法 气体摆 对流场 敏感机理

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一种旋转载体用角速率传感器模型 被引量：5

8

作者 王宏伟 朱嘉林 +2 位作者 张伟 张朝民 张福学 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期56-58,63,共4页

提出了一种利用旋转载体自身的旋转作为驱动,从而敏感旋转载体横滚或俯仰的角速率传感器模型,并运用陀螺力学理论建立传感器的动力学方程、求得解析解,对传感器进行动力学误差分析。

关键词 旋转载体 角速率传感器模型 陀螺力学理论 动力学方程 误差分析

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气体摆式两维倾角传感器的结构与信号处理 被引量：8

9

作者 林宇 段成丽 +1 位作者 朴林华 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第1期33-35,共3页

介绍了气体摆式两维倾角传感器的敏感原理即气体摆倾角敏感原理,并对两维倾角传感器的敏感元件结构设计方案进行了分析。分析了气体摆式两维倾角传感器的基本原理,在此基础上,研究了克服影响传感器性能的环境因素的方法,给出了一个详细... 介绍了气体摆式两维倾角传感器的敏感原理即气体摆倾角敏感原理,并对两维倾角传感器的敏感元件结构设计方案进行了分析。分析了气体摆式两维倾角传感器的基本原理,在此基础上,研究了克服影响传感器性能的环境因素的方法,给出了一个详细和优化的解决方案。最后通过对实际制作的两维倾角传感器进行的测试表明,该文介绍的气体摆式两维倾角传感器的非线性度可小于0.2%,分辨率小于0.03°,工作温度得到扩展。 展开更多

关键词 两维 气体摆 倾角传感器

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消除环境温度对倾角传感器性能影响的方法 被引量：5

10

作者 郑永红 彭世镠 +2 位作者 靳映霞 黄小丽 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第1期33-35,共3页

在气流式倾角传感器的研制过程中,环境温度对传感器性能有不可忽视的影响。根据气流式倾角传感器的敏感机理和流动相似律,设计了一种温度补偿电路,使环境温度与传感器内部热源温度之差保持不变,从而消除环境温度对传感器性能的影响。试... 在气流式倾角传感器的研制过程中,环境温度对传感器性能有不可忽视的影响。根据气流式倾角传感器的敏感机理和流动相似律,设计了一种温度补偿电路,使环境温度与传感器内部热源温度之差保持不变,从而消除环境温度对传感器性能的影响。试验结果表明,这种方法能够实时地对气流式倾角传感器进行补偿,有效地消除了环境温度对气流式倾角传感器性能的影响。 展开更多

关键词 气流式 倾角 流动相似

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加速度对气体摆式倾角传感器影响机理的探讨 被引量：5

11

作者 朴林华 张伟 +1 位作者 张金铎 张福学 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第7期4-7,共4页

解释了加速度对气体摆式倾角传感器的影响机理。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同加速度作用下传感器敏感元件内的温度场和对流场。计算结果和实验数据表明:加速度作用于气... 解释了加速度对气体摆式倾角传感器的影响机理。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同加速度作用下传感器敏感元件内的温度场和对流场。计算结果和实验数据表明:加速度作用于气体摆式倾角传感器与倾角作用于气体摆式倾角传感器类似,同样会改变两热源处的气流速度之差,引起两热电阻丝上电流之差的变化,电桥输出一个对应于加速度的电压。 展开更多

关键词 气体摆 加速度 倾角 温度场 对流场

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测量压电式微压传感器灵敏度的新方法 被引量：3

12

作者 王丽坤 朱同淑 +2 位作者 李书相 李光 张福学 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第2期76-77,共2页

研制了一套压电微压传感器的性能测量系统，它采用均匀声腔硅油介质中传播的声波作为压力源，标准传感器和被测传感器同时接收波动声压，比较两传感器的输出，测定被测传感器的灵敏度及频响。实验测试了3只压电式微压传感器，结果表明... 研制了一套压电微压传感器的性能测量系统，它采用均匀声腔硅油介质中传播的声波作为压力源，标准传感器和被测传感器同时接收波动声压，比较两传感器的输出，测定被测传感器的灵敏度及频响。实验测试了3只压电式微压传感器，结果表明：传感器的灵敏度平均为3．0mV／Pa，工作频率为20～2000Hz，灵敏度随频率波动小于0．5mV／Pa，灵敏度重复偏差小于0．24mV／Pa。 展开更多

关键词 压电 微压传感器 灵敏度 测试系统

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旋转载体用角速率传感器 被引量：3

13

作者 王宏伟 朱嘉林 +1 位作者 张伟 张福学 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第9期47-49,55,共4页

设计制作了一种旋转载体用角速率传感器,该传感器利用旋转载体自身的旋转作为驱动从而敏感旋转载体横滚或俯仰角速率。建立传感器的动力学方程并求得解析解,得到输出电压和传感器敏感质量摆角的关系。实验表明,利用该传感器可以敏感旋... 设计制作了一种旋转载体用角速率传感器,该传感器利用旋转载体自身的旋转作为驱动从而敏感旋转载体横滚或俯仰角速率。建立传感器的动力学方程并求得解析解,得到输出电压和传感器敏感质量摆角的关系。实验表明,利用该传感器可以敏感旋转载体的横滚或俯仰角速率。 展开更多

关键词 旋转载体 电容 角速率传感器 俯仰角速率 动力学方程

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提高压电射流角速度传感器性能的途径 被引量：2

14

作者 朴林华 林宇 张福学 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第4期58-61,共4页

报导了提高压电射流角速度传感器性能的途径.通过改进结构和工艺提高了压电射流角速度传感器的零位重复性、稳定性,减低了交叉耦合.实验结果表明:零位重复性从原来的0.2(°)/S提高到0.1(°)/S,交叉耦合从原来的2%减小到1%.

关键词 角速度 压电射流 热电阻丝 传感器 交叉耦合

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流动相似律在气流式倾角传感器中的应用 被引量：1

15

作者 郑永红 彭世 +1 位作者 黄小丽 靳映霞 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期931-934,共4页

气流式惯性传感器因其独特的优点引起大家的关注,但是环境温度不可避免地对气流式传感器性能有影响,会产生严重的温度漂移。它不仅局限了传感器的应用范围,而且还影响了传感器性能的进一步提高。本文通过数值模拟的方法,研究了环境温度... 气流式惯性传感器因其独特的优点引起大家的关注,但是环境温度不可避免地对气流式传感器性能有影响,会产生严重的温度漂移。它不仅局限了传感器的应用范围,而且还影响了传感器性能的进一步提高。本文通过数值模拟的方法,研究了环境温度变化时气流式倾角传感器腔体内的流场变化,分析了流场变化对传感器性能的影响机理,并利用相似理论讨论了一种新的消除环境温度影响的解决办法。结果表明,可以通过设计的补偿电路改变热源温度使流场保持相似来消除环境温度的影响。 展开更多

关键词 气流式 自然对流 相似 温度场

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气流式补偿回路传感器 被引量：2

16

作者 张福学 毛旭 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第1期19-22,共4页

提出将气流式水平姿态传感器和角速度陀螺构成补偿回路传感器,通过气流式补偿回路传感器的原理分析和结构设计,陀螺信号消除了干扰加速度对水平姿态传感器信号的干扰,提高了运动载体水平姿态输出信号的精确度。此传感器不仅能进行静态... 提出将气流式水平姿态传感器和角速度陀螺构成补偿回路传感器,通过气流式补偿回路传感器的原理分析和结构设计,陀螺信号消除了干扰加速度对水平姿态传感器信号的干扰,提高了运动载体水平姿态输出信号的精确度。此传感器不仅能进行静态倾角测量,而且能抑制动态情况下加速度对水平姿态传感器输出信号的干扰,使动态水平姿态输出信号也能达到很高的精度,同时还可输出角速度信号。利用单片机对传感器零位电压、灵敏度随温度变化及非线性度进行补偿,能显著提高传感器的线性度。 展开更多

关键词 气流式 补偿 传感器

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压电谐振力传感器零位不稳定性的机理和试验

17

作者 宁永怀 田文杰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第7期35-37,共3页

介绍了一种研究石英谐振器力频特性的新方法,利用此方法对平面型和透镜型石英谐振器进行了对比分析,并结合这2种谐振器性能的对比分析试验,得出石英谐振器的电极质量敏感性是引起谐振器零位不稳定和频率短期不稳定的一个主要原因,理论... 介绍了一种研究石英谐振器力频特性的新方法,利用此方法对平面型和透镜型石英谐振器进行了对比分析,并结合这2种谐振器性能的对比分析试验,得出石英谐振器的电极质量敏感性是引起谐振器零位不稳定和频率短期不稳定的一个主要原因,理论和试验一致表明:通过改善石英谐振器的形状可使这种不稳定性降到原来的1%。 展开更多

关键词 石英谐振器 不稳定性 零位 力频特性

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Cymbal换能器结构参数与机电性能的研究 被引量：6

18

作者 王光灿 王丽坤 +2 位作者 李光 栾桂冬 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第3期320-323,共4页

Cymbal换能器的结构参数对其机电性能起着重要的作用。用有限元法和ANSYS软件仿真计算了不同结构参数对Cymbal换能器的机械、电及机电性能的影响。研制了Cymbal换能器样品并进行了测量,仿真计算的结果和Cymbal样品的实测结果符合较好。... Cymbal换能器的结构参数对其机电性能起着重要的作用。用有限元法和ANSYS软件仿真计算了不同结构参数对Cymbal换能器的机械、电及机电性能的影响。研制了Cymbal换能器样品并进行了测量,仿真计算的结果和Cymbal样品的实测结果符合较好。通过这一研究得到了结构参数与Cymbal换能器的机电性能之间的关系。 展开更多

关键词 CYMBAL换能器 结构参数 机电性能

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旋转载体用硅微机械陀螺的敏感元件 被引量：3

19

作者 王宏伟 毛旭 +1 位作者 张伟 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第2期170-172,共3页

介绍了旋转载体用硅微机械陀螺的敏感原理,计算了硅振动单元振动摆角和敏感电容的关系。介绍了旋转载体用硅微机械陀螺敏感元件的结构和利用双面多次光刻、腐蚀等微机械工艺加工得到硅振动单元的工艺过程。对制作的4个敏感元件的电容进... 介绍了旋转载体用硅微机械陀螺的敏感原理,计算了硅振动单元振动摆角和敏感电容的关系。介绍了旋转载体用硅微机械陀螺敏感元件的结构和利用双面多次光刻、腐蚀等微机械工艺加工得到硅振动单元的工艺过程。对制作的4个敏感元件的电容进行静态测试,得到4个敏感元件各自电容的静态值,它们之间有所偏差。 展开更多

关键词 微机械系统 陀螺 敏感元件

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二维硅微机械陀螺的研究 被引量：2

20

作者 毛旭 刘宇 +2 位作者 汪银年 丁明清 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第3期298-301,共4页

报道了一种依靠载体的旋转作为驱动,能敏感载体偏航角速度与自转角速度的二维硅微机械陀螺的原理、硅摆制作、敏感元件封装和检测。分别用仿真器和速率转台对其二维特性进行测试,结果证实该硅微机械陀螺能够敏感旋转载体的偏航和旋转体... 报道了一种依靠载体的旋转作为驱动,能敏感载体偏航角速度与自转角速度的二维硅微机械陀螺的原理、硅摆制作、敏感元件封装和检测。分别用仿真器和速率转台对其二维特性进行测试,结果证实该硅微机械陀螺能够敏感旋转载体的偏航和旋转体自身的角速度,比例系数随旋转角速度增加而增加。陀螺性能测试说明这种陀螺达到中等精度的使用要求。 展开更多

关键词 二维硅微机械陀螺 偏航角速度 旋转角速度

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