基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器敏感机理的研究

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作者 张永豪 朴林华 孙嘉浩 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期98-103,107,共7页

该文提出了一种基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器结构,并研究了其敏感机理。通过COMSOL建立三维模型结构,计算了敏感结构内的温度场。计算结果表明,基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器的输入压强与输出电压成反比例关系,当... 该文提出了一种基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器结构,并研究了其敏感机理。通过COMSOL建立三维模型结构,计算了敏感结构内的温度场。计算结果表明,基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器的输入压强与输出电压成反比例关系,当压强为0~500 kPa时,传感器灵敏度为-0.205 mV/kPa,非线性度为6.161%;当压强为525~740 kPa时,传感器灵敏度为-4.937 mV/kPa,非线性度为9.628%。 展开更多

关键词 温压一体柔性传感器 微机械 有限元分析 高鲁棒性 敏感机理

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三丝结构气流式水平姿态传感器的研究 被引量：5

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作者 朴林华 丁霞 +2 位作者 李言杰 李白华 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第4期504-506,509,共4页

该文确定了三丝结构中加热热电阻丝和检测热电阻丝的最佳排列方式。采用有限元法,利用AN-SYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下几种三丝结构敏感元件内流场的分布。计算结果表明,当β(β... 该文确定了三丝结构中加热热电阻丝和检测热电阻丝的最佳排列方式。采用有限元法,利用AN-SYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下几种三丝结构敏感元件内流场的分布。计算结果表明,当β(β为加热热电阻丝和检测热电阻丝构成的平面与基准面夹角)改变时,温度场和流场都发生变化。两个检测热电阻丝处气流速度差Δv与倾角关系曲线也随β发生变化;当β=0°时,线性范围最小,斜率最小;当β=30°时,线性最好,斜率较大;β=60°时,线性范围较窄,斜率最大。当β=0°时,传感器线性范围最小,灵敏度最小;当β=30°时,传感器的线性最好,灵敏度比较大;β=60°时,线性范围较窄,灵敏度最大。综合比较,取β=30°为最佳方案。 展开更多

关键词 三丝 姿态 敏感结构 流场

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气流式水平姿态传感器的敏感机理 被引量：5

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作者 朴林华 李言杰 李白华 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期244-247,共4页

解释了气流式水平姿态传感器的敏感机理.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,计算了在不同倾斜状态下二维密闭腔中两点热源引起的对流场.计算结果表明:两热源处的气流速度之差随着倾斜角度... 解释了气流式水平姿态传感器的敏感机理.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,计算了在不同倾斜状态下二维密闭腔中两点热源引起的对流场.计算结果表明:两热源处的气流速度之差随着倾斜角度的变化而改变,倾斜角度加大,气流速度之差也增加.在水平状态时两热源处的气流速度相等,两热电阻丝上的电流相等,电桥电路输出为零;在倾斜状态下时,两热源处的气流速度之差随着倾斜角度而变化,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倾斜角度的电压.有限元计算方法为气流式水平姿态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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自然对流对气流式角速度传感器的影响 被引量：4

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作者 朴林华 丁霞 +1 位作者 李言杰 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第2期182-185,共4页

解释了自然对流对气流式角速度传感器的影响机理。利用ANSYS-FLOTRAN CFD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气流式角速度敏感元件内的流场。结果表明,由于自然对流的存在,无角速度输入时两热电阻丝... 解释了自然对流对气流式角速度传感器的影响机理。利用ANSYS-FLOTRAN CFD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气流式角速度敏感元件内的流场。结果表明,由于自然对流的存在,无角速度输入时两热电阻丝处的气流速度之差Δv随倾斜角的不同发生改变,检测电桥输出一个零位电压ΔU,平均绝对偏差为16 mV,在传感器灵敏度为40 mV.[(°)/s]-1时,误差达到0.4(°)/s,导致零位重复性变差;由于自然对流的存在,有角速度输入时两热电阻丝处的气流速度之差Δv也随倾斜角的不同发生,不同角速度情况下,不同倾斜角引起的检测电桥电压ΔU平均相对偏差为2.4%,误差达到0.03(°)/s,引起灵敏度不稳定;自然对流对气流式角速度传感器的零位重复性的影响较大,对灵敏度的稳定性影响较小。该文为消除自然对流对气流式角速度传感器的影响,提高传感器的零位重复性和灵敏度的稳定性提供了理论和实验依据。 展开更多

关键词 自然对流 角速度 流场 传感器

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微机械全方位水平姿态传感器的研究 被引量：2

5

作者 朴林华 崔雪梅 +3 位作者 王星 余全刚 梅传志 张保丽 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期207-209,213,共4页

提出了一种能敏感全方位水平姿态的微机械传感器。采用微机械工艺制作的正八边形敏感元件敏感全方位水平姿态;通过前置信号电路和数字电路构成信号处理电路,实现倾角电压信号的提取,全方位信号合成和全方位倾角信号的灵敏度补偿。测试... 提出了一种能敏感全方位水平姿态的微机械传感器。采用微机械工艺制作的正八边形敏感元件敏感全方位水平姿态;通过前置信号电路和数字电路构成信号处理电路,实现倾角电压信号的提取,全方位信号合成和全方位倾角信号的灵敏度补偿。测试结果表明,分辨率优于0.1°,方位角测量范围可达360°,倾斜角度测量范围可达到20°。该传感器不仅体积小,且结构紧凑,工艺简单,敏感元件输出一致性好,适于批量生产。 展开更多

关键词 微机械 全方位 水平姿态 敏感元件

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二维气流式水平姿态传感器的结构和信号处理

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作者 朴林华 崔雪梅 +3 位作者 王星 余全刚 梅传志 张保丽 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2011年第6期17-20,共4页

提出了一种能同时敏感2个垂直方向上倾角的二维水平姿态传感器。在2个轴线相互垂直的圆柱形密闭腔体中设置2对热敏电阻;通过2个惠斯登电桥输出x轴向和y轴向的倾角电压。为了克服影响传感器的环境因素,提出了零位温度补偿、灵敏度温度补... 提出了一种能同时敏感2个垂直方向上倾角的二维水平姿态传感器。在2个轴线相互垂直的圆柱形密闭腔体中设置2对热敏电阻;通过2个惠斯登电桥输出x轴向和y轴向的倾角电压。为了克服影响传感器的环境因素,提出了零位温度补偿、灵敏度温度补偿和线性度补偿等信号处理方法,并对实际制作的二维水平姿态传感器进行了测试。测试结果表明,二维水平姿态传感器的分辨率优于0.05°,非线性度优于0.1%。 展开更多

关键词 水平姿态 二维 敏感元件

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气流式水平姿态传感器数据拟合技术的研究

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作者 李白华 朴林华 纪明明 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2010年第4期28-31,共4页

为了提高气流式水平姿态传感器的环境性能,将数据插值拟合方法应用在该传感器的软件温度补偿中。采用拉格朗日插值和分段线性插值法,运用Matlab软件计算并比较2种算法,把算法应用在温度补偿中,计算出温度补偿完成后零位电压值。结果表明... 为了提高气流式水平姿态传感器的环境性能,将数据插值拟合方法应用在该传感器的软件温度补偿中。采用拉格朗日插值和分段线性插值法,运用Matlab软件计算并比较2种算法,把算法应用在温度补偿中,计算出温度补偿完成后零位电压值。结果表明,高次插值的runge现象使得拉格朗日数据拟合精度降低;而分段线性插值法更能准确地反映环境温度与零位电压的变化,可以为温度补偿提供精确的参考值。采用分段线性插值进行温度补偿后,环境温度的影响几乎为零,零位电压稳定在2.0V/°C,同时分段线性插值运算量少。这两点有利于提高后续补偿的精度,降低传感器的响应时间,对气流式水平姿态传感器的实用化研究和批量生产有重要意义。 展开更多

关键词 温度补偿 MATLAB 拉格朗日插值 分段线性插值

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抑制加速度干扰的微机械二维倾角传感器 被引量：2

8

作者 郭亨 张福学 +1 位作者 赵辉 谈林霞 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2011年第2期53-57,共5页

为克服微机械倾角传感器在动态下受加速度干扰的缺陷,利用硬件电路和软件处理技术,研制出抑制加速度干扰的微机械二维倾角传感器。根据微机械倾角传感器和微机械角速度陀螺的输出特点建立了抑制加速度干扰的数学理论模型,设计了抑制加... 为克服微机械倾角传感器在动态下受加速度干扰的缺陷,利用硬件电路和软件处理技术,研制出抑制加速度干扰的微机械二维倾角传感器。根据微机械倾角传感器和微机械角速度陀螺的输出特点建立了抑制加速度干扰的数学理论模型,设计了抑制加速度干扰程序,利用信号处理技术,实现了抑制加速度干扰。性能测试结果表明,当线振动振幅为0.5～1.5 mm,振动频率为20～40 Hz,角振动振幅为1°～3.5°,振动频率在2～5 Hz时,抑制加速度干扰的能力大于94%。 展开更多

关键词 抑制加速度干扰 角速度 倾角传感器

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两丝球形气流式倾角传感器敏感机理的研究 被引量：1

9

作者 朴林华 朴然 +2 位作者 丁霞 段磊 常兴远 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期708-712,共5页

采用有限元法(FEM)计算了两丝球形敏感元件内的温度场和流场,解释和验证了该结构传感器的敏感机理。计算结果和实验表明,两丝球形敏感元件内的流场和温度场随倾角θ发生变化;倾斜时等温线不再左右对称,高温等温线重叠部分减少;θ=0°... 采用有限元法(FEM)计算了两丝球形敏感元件内的温度场和流场,解释和验证了该结构传感器的敏感机理。计算结果和实验表明,两丝球形敏感元件内的流场和温度场随倾角θ发生变化;倾斜时等温线不再左右对称,高温等温线重叠部分减少;θ=0°时,热敏电阻丝r1、r2的平均温度差ΔT=0;θ=10°时,ΔT=7.31K;θ=20°时,ΔT=13.64K。ΔT随着θ变化的平均灵敏度为0.707K/(°);倾斜时位置偏高的热敏电阻丝平均温度高,θ和ΔT基本呈线性关系;与实测值相比,理论值偏大,平均相对偏差为4.5%;热敏电阻丝r1、r2的温度差ΔT随着倾角θ变化,引起两热敏电阻丝阻值改变,检测电桥输出一个对应于倾角θ的不平衡电压ΔV。该文采用的方法为两丝球形敏感腔结构气流式倾角传感器的结构优化和性能改进开辟了有效的研究途径。 展开更多

关键词 有限元法(FEM) 气体摆 对流场 敏感机理 温度场 温差

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三丝结构水平姿态传感器敏感机理的研究 被引量：1

10

作者 朴林华 丁霞 +2 位作者 李白华 纪明明 李言杰 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第2期204-206,209,共4页

采用有限元法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,计算了在不同倾斜状态下三丝结构敏感元件内的温度场和流场。计算结果表明,加热热电阻丝在敏感元件内形成一定的温度场和流场,倾斜时温度场和流场不再对称分布;在水平状态时两检测热电阻丝处的... 采用有限元法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,计算了在不同倾斜状态下三丝结构敏感元件内的温度场和流场。计算结果表明,加热热电阻丝在敏感元件内形成一定的温度场和流场,倾斜时温度场和流场不再对称分布;在水平状态时两检测热电阻丝处的气流速度相等,两检测热电阻丝的电阻相等,电桥电路输出为零;在倾斜状态下时,两检测热电阻丝处的气流速度之差随着倾斜角度而变化,引起两检测热电阻丝电阻之差也随之变化,电桥输出一个对应于倾斜角度的电压。有限元计算法为三丝结构气流式水平姿态传感器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 温度场 流场 敏感机理

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温度对微机械全方位姿态传感器灵敏度的影响 被引量：2

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作者 宋佳 朴林华 +1 位作者 刘玉洁 李言杰 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第3期368-371,共4页

解释了环境温度对微机械气流式全方位水平姿态传感器灵敏度的影响机理。采用有限元方法,通过建立该传感器敏感元件的三维模型计算了不同环境温度下,倾斜10°时敏感元件内的温度场。结果表明,在热源温度一定的情况下,输入恒定倾角时... 解释了环境温度对微机械气流式全方位水平姿态传感器灵敏度的影响机理。采用有限元方法,通过建立该传感器敏感元件的三维模型计算了不同环境温度下,倾斜10°时敏感元件内的温度场。结果表明,在热源温度一定的情况下,输入恒定倾角时,敏感元件内的温度场随环境温度发生了变化;随着环境温度的增加(下降),敏感元件内两两相对的检测热敏电阻处的温度之差减小(增加),检测电桥输出电压减小(增加),传感器灵敏度降低(升高)。为进一步采取温度补偿,减小该传感器灵敏度的温度漂移提供了理论和实验依据。 展开更多

关键词 环境温度 全方位 灵敏度 温度场

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气流式水平姿态传感器的结构研究

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作者 朴林华 丁霞 +3 位作者 刘玉洁 宋佳 李言杰 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第5期629-632,共4页

(1.北京信息科技科技大学北京市传感器重点实验室,北京100101;2.青岛科技大学数理学院,青岛266061)摘要:提出了一种三丝结构气流式水平姿态传感器。采用有限元方法,利用ANSYS——FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径... (1.北京信息科技科技大学北京市传感器重点实验室,北京100101;2.青岛科技大学数理学院,青岛266061)摘要:提出了一种三丝结构气流式水平姿态传感器。采用有限元方法,利用ANSYS——FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下三丝结构和二丝结构敏感元件内的温度场和流场。计算结果表明,在倾斜状态下,三丝结构在两热源处的气流速度之差要比二丝结构大近5倍。三丝结构使加热丝与检测丝分离,解决了工作电流和输出灵敏度之间的相互矛盾,并可降低工作电流。测试结果表明:三丝结构气流式水平姿态传感器与二丝结构气流式水平姿态传感器相比,灵敏度由10mV/(°)增大到18mV/(°),响应时间从原来的100ms降低到40ms,工作电流由原来的80mA降低到40mA。三丝结构优于两丝结构。 展开更多

关键词 有限元法 姿态 结构 流场

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氧缺陷钙钛矿ZnFe_(3)O_(11)固态电解质的制备及离子扩散机制

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作者 郝佳芳 高国伟 +1 位作者 廖擎玮 秦雷 《微纳电子技术》 2025年第2期81-88,共8页

全固态结构的关键因素是固态电解质材料具有良好的稳定性和在室温下的高离子电导率。采用传统的固相烧结法制备了新型氧缺陷钙钛矿介质材料ZnFe_(3)O_(11),并研究了其微观结构、铁电特性、介电特性和电导率特性等。所制备的电解质在室... 全固态结构的关键因素是固态电解质材料具有良好的稳定性和在室温下的高离子电导率。采用传统的固相烧结法制备了新型氧缺陷钙钛矿介质材料ZnFe_(3)O_(11),并研究了其微观结构、铁电特性、介电特性和电导率特性等。所制备的电解质在室温下离子电导率可达0.838×10^(-5) S/cm,活化能为1.82 eV,电阻率较高为2.06×10^(7)~1.03×10^(7)Ω·cm(20~75℃)。随后通过第一性原理结合分子动力学对离子扩散机制进行研究,研究结果表明Fe离子在(010)和(001)(y轴和z轴)方向上有二维扩散路径,Fe离子在晶体中以亚晶格扩散方式扩散,因而可以通过改变Fe的含量改善Fe离子迁移性能、增加表面带隙,从而提高离子电导率。该工作为进一步提高固态电解质的电子电导率提供了参考。 展开更多

关键词 固态电解质 离子导电率 第一性原理 晶体结构 离子输运

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基于双向热膨胀流的MEMS陀螺敏感机理分析

14

作者 马炫霖 朴林华 +1 位作者 佟嘉程 刘珺宇 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期83-88,共6页

提出一种新型的基于双向热膨胀流的微机电系统(MEMS)陀螺的基本结构并揭示了其敏感机理,采用有限元方法及利用COMSOL建立三维模型,对双向热膨胀流陀螺敏感元件的温度场进行了计算。结果表明,基于双向热膨胀流的陀螺具有陀螺效应,当输入... 提出一种新型的基于双向热膨胀流的微机电系统(MEMS)陀螺的基本结构并揭示了其敏感机理,采用有限元方法及利用COMSOL建立三维模型,对双向热膨胀流陀螺敏感元件的温度场进行了计算。结果表明,基于双向热膨胀流的陀螺具有陀螺效应,当输入功率为70 mW,输入角速度为-25~25 rad/s时,陀螺的温度灵敏度为1.577 K·(rad/s)^(-1),灵敏度为0.064 V·(rad/s)^(-1),非线性度为6.855%。该陀螺具有灵敏度高,抑制交叉耦合小和结构简单等特点,可用于电子设备、航天和医学仪器等领域。 展开更多

关键词 热膨胀流陀螺 敏感机理 有限元分析 温度场 陀螺效应

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敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响 被引量：1

15

作者 朴林华 崔雪梅 +3 位作者 董浩亮 赵京京 秦艺 谭家成 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期826-829,共4页

研究了干燥空气、N2和He等3种常用敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响。采用有限元法计算了输入角速度ωi=20(°)/s时敏感元件内的流场。计算结果和实验表明,改变敏感元件内敏感工作气体的种类,流场分布也随之变化。ωi=20(°... 研究了干燥空气、N2和He等3种常用敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响。采用有限元法计算了输入角速度ωi=20(°)/s时敏感元件内的流场。计算结果和实验表明,改变敏感元件内敏感工作气体的种类,流场分布也随之变化。ωi=20(°)/s时,两热电阻丝r1、r2处的气流速度差ΔvN2>ΔvAIR>ΔvHe。灵敏度系数KN2>KAIR>KHe,其中KN2=1.05 KAIR,KHe=0.21%KAIR。N2对应的灵敏度最高,热电阻丝抗氧化,稳定性较好,但成本高;干燥空气的灵敏度次之,热电阻丝易氧化,稳定性差;He对应的灵敏度最小,热电阻丝不易氧化,稳定性最好。该文解释了敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响机理,为提高射流陀螺的实用性,满足不同工程需要开辟了一个新的途径。 展开更多

关键词 工作气体 射流 灵敏度 陀螺 对流场 有限元法

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单轴MEMS热膨胀流陀螺敏感机理三维有限元分析 被引量：2

16

作者 朴林华 李备 +1 位作者 佟嘉程 张严 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第2期195-201,208,共8页

该文提出了一种单轴微机电系统(MEMS)热膨胀流陀螺的基本结构,并揭示了其敏感机理。通过有限元法,利用COMSOL Multiphysics建立了陀螺的三维模型,在有无角速度时对陀螺敏感元件的温度场和等温线变化情况进行计算。结果表明,单轴MEMS热... 该文提出了一种单轴微机电系统(MEMS)热膨胀流陀螺的基本结构,并揭示了其敏感机理。通过有限元法,利用COMSOL Multiphysics建立了陀螺的三维模型,在有无角速度时对陀螺敏感元件的温度场和等温线变化情况进行计算。结果表明,单轴MEMS热膨胀流陀螺具有陀螺效应,输入角速度为[-1080(°)/s,1080(°)/s],陀螺的结构灵敏度为0.0539 K/[(°)·s^(-1)],非线性度为14.13%。 展开更多

关键词 热膨胀流陀螺仪 微机电系统(MEMS) COMSOL 有限元分析 三维模型

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微机械开放式z轴射流陀螺敏感机理的研究 被引量：1

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作者 朴林华 朴然 +1 位作者 常兴远 胡永辉 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期19-23,共5页

揭示了一种基于开放式气流通道的微机械z轴射流陀螺的敏感机理。采用基于流固耦合的三维瞬态有限元分析法,计算了敏感元件内部气流场,并给出了数学模型。计算和测试结果表明:敏感元件内有一开放式的气流通道,分别设置两个入口和一个出口... 揭示了一种基于开放式气流通道的微机械z轴射流陀螺的敏感机理。采用基于流固耦合的三维瞬态有限元分析法,计算了敏感元件内部气流场,并给出了数学模型。计算和测试结果表明:敏感元件内有一开放式的气流通道,分别设置两个入口和一个出口,气流在压电泵的驱动下,由两个入口进入并汇聚,由喷口喷出的气流在射流敏感室形成射流敏感体并从出口流出。在静止条件下,射流敏感体相对热线r1和r2对称分布,作为电桥两个臂的热线r1和r2之间的速度梯度βx=0,电桥平衡,输出电压为0;有角速度输入时,射流敏感体在哥氏力的作用下沿着z轴发生偏转,射流敏感体相对热线r1和r2不再对称分布,βx随着角速度的增加而加大,在其他材料和结果参数不变的情况下,由于射流敏感体与热线r1和r2不对称的热量交换,热线r1和r2的电阻发生不对称的改变,导致电桥失去平衡,电桥输出与输入角速度成正比的不平衡电压。在±120(°)/s的输入范围内,陀螺灵敏度为2.0μV/[(°)·s-1],非线性度优于0.5%,功耗为5.2mW,热线电阻为3Ω,热线电阻温度系数为2 600℃-1。这种微机械开放式z轴陀螺敏感元件内气流由开放的入口和出口之间形成定向流动,无需气流在敏感元件内循环,敏感元件结构简单。 展开更多

关键词 角速度 开放式气流通道 射流陀螺 敏感机理 灵敏度

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动热源摆式单轴MEMS热加速度计敏感机理的研究 被引量：1

18

作者 朴林华 佟嘉程 +1 位作者 李备 张严 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第1期105-111,共7页

该文揭示了一种动热源摆式单轴微机电系统(MEMS)热加速度计的敏感机理。在给出敏感结构原理的基础上,通过建立二维物理研究模型、划分网格、加载加速度等方法对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明,开机1.8 s后在敏感结构内形成了... 该文揭示了一种动热源摆式单轴微机电系统(MEMS)热加速度计的敏感机理。在给出敏感结构原理的基础上,通过建立二维物理研究模型、划分网格、加载加速度等方法对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明,开机1.8 s后在敏感结构内形成了一个稳定的以动热源为中心的温度场;输入加速度a时,动热源沿着加速度方向偏移,温度场随之偏移,敏感轴方向上对称设置的两个热线温差ΔT X随着输入加速度a的加大而呈线性增长,温度灵敏度为7.1×10^(-2)mK/g。根据输入-输出(a-V X OUT)特性曲线给出数学模型,得到该加速度计灵敏度为0.5 V/g,非线性度为2.8%,从而揭示了敏感机理。 展开更多

关键词 热气体加速度计 微机械 动热源 单轴 敏感机理 数学模型

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热振子式双轴MEMS角速度陀螺敏感机理的研究

19

作者 朴林华 张严 +1 位作者 佟嘉程 李备 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第3期477-483,488,共8页

该文给出了一种热振子式双轴微机电系统(MEMS)角速度陀螺的敏感机理。在给出双轴敏感原理、热振子的振动模态和陀螺效应的基础上,对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明,开机1.8 s后在敏感结构内形成了一个稳定的温度场;当有角速度... 该文给出了一种热振子式双轴微机电系统(MEMS)角速度陀螺的敏感机理。在给出双轴敏感原理、热振子的振动模态和陀螺效应的基础上,对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明,开机1.8 s后在敏感结构内形成了一个稳定的温度场;当有角速度加载时,热振子随着输入角速度而移动,造成温度场偏移,两个正交Y(X)方向上对称设置的两热线温差ΔTY(ΔTX)随着输入角速度ax(ay)的加大呈现线性增长,x、y轴平均温度灵敏度为121 mK/(°)/s;根据输入-输出ω_(x)-V_(Yout)和ω_(y)-V_(Xout)特性曲线得到数学模型,从而揭示了敏感机理,x、y轴平均灵敏度为0.091 mV/(°)/s,平均非线性度为1.86%,平均交叉耦合为2.3%。该文为优化结构奠定了实用理论基础。 展开更多

关键词 热振子 微机械 陀螺效应 双轴 交叉耦合 敏感机理 数学模型

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陶瓷体积分数对压电换能器性能影响 被引量：5

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作者 李星 王丽坤 +1 位作者 仲超 张彦军 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第3期400-404,共5页

研究了压电陶瓷体积分数(vc)对1-3型压电复合材料换能器收发性能的影响。换能器的收发性能主要由发射电压响应和接收灵敏度来衡量。通过有限元仿真和实验,分析了换能器的接收灵敏度和发射响应随压电陶瓷体积分数变化的规律,并将实验与... 研究了压电陶瓷体积分数(vc)对1-3型压电复合材料换能器收发性能的影响。换能器的收发性能主要由发射电压响应和接收灵敏度来衡量。通过有限元仿真和实验,分析了换能器的接收灵敏度和发射响应随压电陶瓷体积分数变化的规律,并将实验与有限元计算结果进行对比,二者基本吻合。实验和仿真结果表明,当陶瓷体积分数vc<0.4时,换能器的发射电压响应呈增长趋势;当vc=0.4~0.7时,发射电压响应趋于稳定值(173dB)。当vc=0.2~0.4时,接收灵敏度呈增长趋势,在vc在0.4附近达到-180.4dB;当vc=0.4~0.6时,接收灵敏度逐渐减小。 展开更多

关键词 压电陶瓷体积分数 1-3型复合材料换能器 有限元仿真 发射电压响应 灵敏度

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