• 2017年第39卷第5期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • 石英微机械陀螺双轴减振设计

      2017, 39(5):643-645. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.001

      摘要 (892) HTML (0) PDF 951.15 K (892) 评论 (0) 收藏

      摘要:石英微机械陀螺是一种应用广泛的惯性测量元器件,对于常见的双轴微机械陀螺,在使用过程中需要同时测量两个轴向的角速度,但各敏感元器件间存在振动干扰。因此,需要减振结构降低这种干扰,若采用单轴减振结构,则每个敏感元器件都需要减振结构,导致双轴微机械陀螺的体积较大,为解决这一问题,设计了一种石英微机械陀螺双轴减振装置,采用新型减振体和减振橡胶垫环形分布的稳固结构,且通过有限元ANSYS软件仿真优化。结果表明,石英微机械减振装置可有效避开石英微机械敏感元器件的工作频率,减振效果良好,可达97%,减少了外界噪声,提高了石英微机械双轴陀螺的性能。

    • 高精度半球陀螺球面电极刻蚀

      2017, 39(5):646-648. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.002

      摘要 (588) HTML (0) PDF 915.84 K (1234) 评论 (0) 收藏

      摘要:半球谐振陀螺球面电极的刻蚀精度直接影响了谐振子驻波的控制准确性,以及在特定方位角读出信号采集的精度。该文采用激光对准的方式实现了半球陀螺超高对称球面电极的刻蚀,克服了传统对准法的低精度缺陷,将控制电极和读出电极的位置偏差角降低1个数量级(误差角±0.2°),有效提高了半球谐振陀螺制造精度。

    • AlN压电薄膜换能器性能的仿真研究

      2017, 39(5):649-653. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.003

      摘要 (963) HTML (0) PDF 1.12 M (1043) 评论 (0) 收藏

      摘要:在压电换能器的制作中,电极对其谐振和反谐振频率、机电耦合系数及品质因数等重要性能有着直接的影响。该文针对AlN压电薄膜复合结构,采用COMSOL Multiphysics有限元软件对电极AlN不锈钢结构的三维模型进行了压电结构耦合分析。基于此模型,通过改变电极厚度、材料及压电层的介电和机械损耗等参数,来研究换能器的性能参数变化,研究结果对后续以不锈钢为基底的压电超声换能器的制作起到了一定的理论指导作用。

    • 预拉伸光纤光栅应变传感器传感性能研究

      2017, 39(5):654-658. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.004

      摘要 (743) HTML (0) PDF 1.64 M (900) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高光纤光栅测量应变的测量范围与测量精度,该文对基片式光纤光栅传感器应变传递理论及其有限元分析应力分布进行了阐述,并对光纤光栅应变传感器的制作工艺进行了探索。封装工艺与普通基片式光纤光栅传感器的不同是在制作时加载确定的预紧力,用等强度梁对预应力基片式光纤光栅传感器进行测试并标定,得到传感器灵敏度为0.88 pm/με,线性度为0.996,传递效率为74%。并在MTS拉伸试验机上进行预紧力基片式光纤光栅传感器、裸光纤光栅传感器与电阻应变计压缩对比实验研究,实验表明,预拉伸制作工艺提高了光纤光栅测量压缩应变的线性度与测量范围。

    • 一种钽酸锂压控振荡器的设计与实现

      2017, 39(5):659-661. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.005

      摘要 (749) HTML (0) PDF 672.28 K (722) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文使用具有低电容比、宽调谐范围的钽酸锂晶体设计了一巴特勒共基低相位噪声压控振荡器,此设计在寻求高有载品质因数QL的同时保持了振荡器的输出功率。使用的钽酸锂晶体的无载品质因数Q0约为1.24×103,其频率为10.727 MHz。设计出的巴特勒振荡器QL≈33%Q0,输出功率约为11 dBm。不加压控的情况下,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-85 dBc/Hz@10 Hz和-145 dBc/Hz@1 kHz。在此基础上,增加一变容二极管作为压控元件设计了钽酸锂压控振荡器,在2~10 V范围内,测得控制电压压控斜率约为86.6×10-6/V,相位噪声测试结果优于-82 dBc/Hz@10 Hz和-142 dBc/Hz@1 kHz,实现了具有宽调谐范围的低相位噪声钽酸锂振荡器的设计。

    • 基于磁致伸缩效应的声表面波电流传感器研究

      2017, 39(5):662-664. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.006

      摘要 (744) HTML (0) PDF 868.92 K (665) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文设计制作了一种基于磁致伸缩效应的声表面波(SAW)电流传感器,采用了磁致伸缩铁钴合金(FeCo)薄膜,并对其性能进行实验研究。传感器采用双通道300 MHz声表面波延迟线型振荡器结构,以128°YX-LiNbO3为压电基片,在其表面覆盖与其温度系数极性相反的SiO2薄膜来改善器件温度稳定性,并在声传播路径上溅射FeCo薄膜用以感知电流量。在电流产生磁场作用下,FeCo薄膜发生磁致伸缩应变,导致声传播速度的变化,进而以振荡器频率信号的改变来表征待测电流。该文通过对不同FeCo膜厚及不同FeCo薄膜长宽比的传感器进行实验分析,以获得优化的传感功能结构。实验结果表明,在优化的FeCo薄膜厚度(500 nm)和长宽比(2∶1)条件下,所研制的声表面波电流传感器的灵敏度为12.375 kHz/A。

    • 光弹调制器的振动分析与实验

      2017, 39(5):665-668. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.007

      摘要 (1053) HTML (0) PDF 674.74 K (3287) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了长度伸缩振动的光弹调制器的工作原理并进行振动分析。各向异性的压电石英在驱动电压下振动,当驱动方波信号频率与两块晶体的本征频率相匹配时,与压电石英用硅橡胶柔性连接的熔融石英随之共振,在两块晶体中传播的是同频率的纵驻波,光弹调制器整体作一维长度伸缩振动。将光弹调制器的振动等效为有阻尼的弹簧质量块系统进行理论推导,得出振幅表达式,振动位移与驱动电压和光弹调制器的品质因数Q值成正比。最后通过有限元仿真与测振实验测量自制的光弹调制器的振动特性来验证推导的正确性。

    • 检测发动机叶片的相控阵超声换能器设计

      2017, 39(5):669-672. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.008

      摘要 (611) HTML (0) PDF 984.80 K (887) 评论 (0) 收藏

      摘要:相控阵超声检测技术能够为发动机叶片表面裂纹的检测提供方法。设计并制作了满足检测要求的带有楔块的相控阵超声换能器,该换能器包含阵元和楔块,其中阵元为线阵,个数为32,中心频率为5 MHz,阵元宽度为0.3 mm,阵元间距为0.1 mm;楔块与叶片的表面完全耦合。采用有限元法对相控阵超声换能器和楔块的设计理论进行可行性验证。同时,构建相控阵超声检测系统,对叶片试样进行检测试验,试验结果表明,设计的带楔块的线阵换能器能实现对试样表面裂纹缺陷的检测。

    • 高品质光学微球腔谐振特性及鉴频特性分析

      2017, 39(5):673-677. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.009

      摘要 (654) HTML (0) PDF 1.43 M (985) 评论 (0) 收藏

      摘要:光学微球腔的回音壁模式使其存储能量大,从而获得高的品质因数。该文介绍了微球腔的制备方法;介绍了微球腔与锥形光纤的耦合理论,并对其耦合特性作出了分析;搭建了微球腔谐振谱探测系统并分析了不同耦合模式下的谐振特性;设计了微球腔谐振频率跟踪与锁定系统。通过仿真得到了不同调制频率下的鉴频曲线,分析了其吸收谱线与色散谱线特性。实验制得微球腔直径为440 μm,耦合状态下的品质因数可达1.08×108;调制频率对鉴频曲线特性影响很大,低频调制下,优化调制后,可提升跟踪锁定效果,为后续的实验奠定了良好的基础。

    • 柔性微穿孔板吸声体声学性能测试与分析

      2017, 39(5):678-681. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.010

      摘要 (760) HTML (0) PDF 908.12 K (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:实验探究了高频段(1 500~6 500 Hz)柔性微穿孔板吸声体的吸声特性,由于聚氯乙烯(PVC)薄膜具有柔韧性好,黏性不高,易通孔,成本低等特点,因此,该文以PVC为基材,利用阻抗管测试穿孔率分别为2.181%、3.407%、5.436%、7.666%的柔性微穿孔板吸声体的声学性能,并与马氏理论的计算值进行对比。实验结果表明,由于板的振动效应使柔性微穿孔板吸声体的共振峰向低频偏移,且在低频范围内吸声性能提高,高频范围内吸声性能无明显减弱。因此,拓宽了整体的吸声频带宽度,在1 500 Hz时,吸声系数可提高约33.9%。

    • 一种基于Kalman滤波的陀螺误差标定方法

      2017, 39(5):682-687. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.011

      摘要 (613) HTML (0) PDF 1.85 M (699) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对微惯性连续测斜装置中陀螺测量精度受噪声干扰、安装误差和零漂的影响,提出了一种基于Kalman滤波的陀螺误差标定方法。以微型石英振动陀螺仪为研究对象,运用Kalman滤波对陀螺的原始测量值进行滤波,分析陀螺零漂随温度的变化关系,结合已有的误差标定模型,得到了一种改进的全温范围内的陀螺误差标定模型。通过实验验证,与传统标定方法相比,提出的陀螺标定方法的测量精度提高了1~2个数量级,验证了该标定方法的可行性,对工程应用具有重要意义。

    • 基于枝节加载的内嵌式三频滤波器设计

      2017, 39(5):688-690. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.012

      摘要 (618) HTML (0) PDF 1.34 M (791) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用λ/4(λ为波长)的多模谐振器(MMR),通过输入、输出端共用短路过孔,采用内嵌方式设计了一款WLAN频段(2.4 GHz /5.2 GHz)的双频滤波器,在此基础上,通过开路枝节加载方式,设计了一款中心频率为2.3 GHz /3.3 GHz /5.5 GHz的三频段滤波器。滤波器尺寸为11 mm×9 mm,满足小型化的要求。利用HFSS12软件设计并仿真,得到验证结果。实验结果表明,双频段和三频段滤波器的损耗参数s11和s21均达到标准,可适用于无线通信系统。

    • 垂直于双压电材料界面裂纹的反平面问题研究

      2017, 39(5):691-697. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.013

      摘要 (614) HTML (0) PDF 1.13 M (594) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了双压电材料中垂直于界面裂纹的反平面问题。在裂纹面为可通导的边界条件下,通过对控制方程进行傅里叶(Fourier)变换,并利用边界条件将问题转化为奇异积分方程进行求解,得到了裂纹面的位移函数、裂纹尖端的应力强度因子、电位移强度因子和裂纹尖端能量释放率的表达式。数值分析了双压电材料的材料属性对裂纹尖端能量释放率的影响。

    • 新型等离子束源CVD制备a-Si:H薄膜特性的研究

      2017, 39(5):698-701. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.014

      摘要 (588) HTML (0) PDF 869.06 K (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用等离子束源化学气相沉积(CVD)设备制备氢化非晶硅薄膜。使用台阶仪、UVVisNIR分光光度计、X线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等手段表征样品。分析了该设备沉积的薄膜均匀度,并比较了本设备与普通电子束蒸发设备制备的薄膜表面形貌。实验结果表明,当设备功率为300 W,硅烷/氢气流量比为15∶10,设备腔室气压为7×10-5 MPa,上、下线圈电流比为6〖DK〗∶2时,薄膜沉积速率最大。

    • MZT-CLT介质陶瓷的微波烧结研究

      2017, 39(5):707-710. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.016

      摘要 (560) HTML (0) PDF 1.50 M (635) 评论 (0) 收藏

      摘要:微波烧结法制备(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3x(Ca0.61La0.26)TiO3 (MZTCLT,x=0.13)系介质陶瓷,研究微波烧结工艺对MZTCLT陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能的影响。结果表明,MZTCLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3(MZT)、Ca0.61La0.26TiO3(CLT),第二相为(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5;升温速率15 ℃/min,烧结温度1 275 ℃,保温时间20 min时,陶瓷微波介电性能优良:介电常数εr=26.21,品质因数与频率之积Q·f=120 000 GHz,频率温度系数τf=-3×10-6/℃。

    • 双端磁耦合式压电振动俘能器结构设计

      2017, 39(5):711-716. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.017

      摘要 (1001) HTML (0) PDF 1.09 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有的非线性压电俘能器的输出功率提升主要通过改变俘能器的结构或引入非线性元素,但这些方法在提高俘能结构的输出功率,拓宽俘能器的俘能频带方面能力受限。该文设计了一种双端磁耦合式悬臂梁结构压电俘能结构,在利用永磁体引入非线性元素的基础上优化俘能结构,进一步提高系统的输出电压,拓宽俘能频带。通过将悬臂梁俘能结构等效为复杂边界条件的悬臂梁,推导磁耦合式悬臂梁结构的工作状态方程,并得到磁耦合式悬臂梁俘能结构的输出电压与永磁铁间距的关系,并通过实验测试进行验证。结果表明,在永磁体间距为5 mm时,压电俘能结构获得最大的输出功率,在最佳的永磁铁间距和负载电阻下,双端压电磁耦合式悬臂梁的输出功率可达传统悬臂梁式压电俘能结构的1.5倍,谐振频率下降约7 Hz。

    • Y形能量选择表面电磁脉冲防护性能研究

      2017, 39(5):717-721. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.018

      摘要 (740) HTML (0) PDF 1.37 M (632) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一种基于Y形能量选择表面的新型电磁脉冲防护材料,具有能量域上“低通高阻”的特性。对能量选择表面的理论基础和工作机制进行研究,论证了其透波率和外界场强的关系。通过建模仿真对能量选择表面的防护性能进行验证,并分析其结构尺寸对防护性能的影响。设计并仿真了双层Y形结构,与单层结构相比,双层结构对高功率电磁脉冲具有更好的屏蔽能力,并且保持了对于低功率信号良好的透波率。

    • DAST晶体的生长与表征

      2017, 39(5):722-724. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.019

      摘要 (731) HTML (0) PDF 804.18 K (743) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据实验获得的亚稳区范围为指导,采用籽晶溶液降温法进行对4N,N二甲胺基4’N’甲基氮杂芪的对甲苯磺酸盐(DAST)晶体的生长,获得了2颗尺寸较大的DAST晶体。X线衍射(XRD)图谱分析发现有较强的(004)面和(006)面的特征峰,光致发光谱(PL)测试发现573.5 nm处存在N(CH3)2基团产生的特征峰,601.6 nm处存在二甲胺基和磺酸盐基分子间电荷转移过程产生的特征峰,647 nm存在由烯双键产生的特征峰,通过晶体的XRD、PL光谱测试,证实了实验制备的晶体为DAST晶体。同时,还测试了晶体的维氏硬度,以及使用原子力显微镜(AFM)及微分干涉显微镜对晶体的表面形貌进行了观测。

    • TiO2对水热法制备钛酸锶钡的影响

      2017, 39(5):725-728. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.020

      摘要 (947) HTML (0) PDF 1.22 M (748) 评论 (0) 收藏

      摘要:以乙酸锶、乙酸钡、钛酸丁酯为原料,通过溶胶凝胶法制备出钛酸锶钡(BST)前驱体。在前驱体中分别加入10%金红石TiO2、锐钛矿TiO2和用水热法制备的一维TiO2,再进行水热合成,得到3种不同的水热产物。用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜镜(SEM)对前驱体和3种水热产物进行物相和形貌的表征,并对水热产物的生长机理和形成原因进行探讨。结果表明,在前驱体中添加锐钛矿TiO2能够制备出柱状晶结构的BST;添加一维TiO2的前驱体生成了一维的BST晶体。

    • ZnS∶Mn纳米晶的制备及磁光性能研究

      2017, 39(5):729-732. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.021

      摘要 (852) HTML (0) PDF 1.04 M (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水热法制备了Mn掺杂的ZnS纳米晶,通过X线衍射(XRD)谱、扫描电子显微镜(SEM)、磁性曲线、光致发光谱对其微结构、表面形貌、磁学及光学性能进行了探究。结果表明,ZnS∶Mn纳米晶为球形闪锌矿结构,晶体颗粒大小均匀,平均粒径为20 nm。在外加磁场的作用下,ZnS∶Mn纳米晶的磁化强度随着Mn掺杂浓度增加而增加。当掺杂x(Mn)=2%(摩尔分数)时,ZnS∶Mn纳米晶发射光谱的强度最强;当x(Mn)=10%时,离子间相互碰撞引发了浓度猝灭效应及高浓度Mn引入的大量缺陷,使光致发光谱的强度减小。

    • ZnS∶Er,Yb量子点的水热法制备及其表面修饰

      2017, 39(5):733-735. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.022

      摘要 (687) HTML (0) PDF 1.25 M (704) 评论 (0) 收藏

      摘要:以硫代硫酸钠和亚硫酸钠为反应原料,水热法合成了Er,Yb掺杂的ZnS量子点。利用X线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计分别对合成的ZnS量子点的物相、形貌和荧光性能进行分析。研究结果表明,合成的ZnS∶Er和ZnS∶Er,Yb均是ZnS闪锌矿结构,粒径约(5~10) nm,形状近球形。荧光光谱测试结果表明,ZnS∶Er量子点在530 nm处获得了Er离子2H11/2→4I15/2能级的发射峰。随着Er的摩尔分数增加,ZnS∶Er量子点的荧光强度先增加后降低,且〖WTBX〗x〖WTBZ〗(Er)=2%、〖WTBX〗x〖WTBZ〗(Yb)=1%时荧光效果最好。对掺杂量为〖WTBX〗x〖WTBZ〗(Er)=2%、〖WTBX〗x〖WTBZ〗(Yb)=1%的ZnS量子点采用SiO2进行包覆后,量子点的表面缺陷得到抑制,Er离子的发光峰明显增强,且硅酸乙酯的包覆量为1.5%时发光强度最大。

    • LMTCTLST高介电复合陶瓷的制备及性能调控

      2017, 39(5):736-740. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.023

      摘要 (602) HTML (0) PDF 851.67 K (639) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用传统固相合成法制备0.1La(Mg0.5Ti0.5)O3(0.9-x)CaTiO3x(Li0.5Sm0.5)TiO3 (LMTCTLST,摩尔比x=0.1~0.6)系列微波介质陶瓷,并研究该系列微波介质陶瓷的物相结构、表面形貌及微波介电性能。X线衍射(XRD)研究表明,所有的LMTCTLST样品均为钙钛矿结构。扫描电镜(SEM)表明,随着(Li0.5Sm0.5)TiO3含量的增加,样品的晶粒尺寸会不断增加。当x=0.6时,有些晶粒会出现异常长大现象,这对样品的微波介电性能有很大的影响。介电性能研究结果显示,随着(Li0.5Sm0.5)TiO3含量从0.1增加至0.6,介电常数(εr)略微从121.56减小至117.5,而对应的品质因数(Q×f)从10 055.71 GHz降低至4 042.15 GHz;此外, 该体系谐振频率温度系数(τf)随 (Li0.5Sm0.5)TiO3含量的增加逐渐向负值方向移动。当x=0.6时,复合陶瓷在1 340 ℃烧结4 h,可获得最佳的综合微波介电性能,即εr≈ 117.5, Q× f ≈ 4 042.15 GHz (f = 3.415 GHz) , τf ≈ 10.13×10-6/℃。

    • BiYbO3BaTiO3LiNbO3陶瓷微结构与性能研究

      2017, 39(5):741-745. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.024

      摘要 (652) HTML (0) PDF 2.37 M (633) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了不同成分的BiYbO3BaTiO3LiNbO3陶瓷的晶体结构、表面形貌与介电、铁电性能。研究结果表明,BiYbO3BaTiO3LiNbO3预烧粉体均为纯相,烧结后试样中存在少量的Bi2O3和Yb2TiO5第二相,其组织致密、多边形状晶粒中有少量细小的球状晶粒存在。0.25BY0.7BT0.05LN陶瓷的介电常数最大(εrmax=280),剩余极化强度相对较大,Pr=0.47 μC/cm2,矫顽场强Ec=19.04 kV/cm。0.1BY0.8BT0.1LN陶瓷的剩余极化强度最大(Prmax=0.83 μC/cm2),矫顽场强Ec=17.86 kV/cm。

    • 纳米AgCu粉在多晶硅太阳能电池银浆中的应用

      2017, 39(5):746-749. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.025

      摘要 (1072) HTML (0) PDF 953.51 K (762) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用稻米中淀粉作为稳定剂,氢氧化钠作为还原剂的方法制备了银铜纳米颗粒。利用扫描电子显微镜在高倍数下观察AgCu纳米颗粒表面形貌;通过透射电镜定性分析了银铜纳米颗粒的空间结构;通过X线光电子能谱分析得到粉末中元素成分及其相对含量;通过热重分析定量地确定了太阳能电池的烧结工艺;通过太阳能模拟器分别对正电极浆料中加入纳米AgCu颗粒(质量分数为10%)前、后的多晶硅电池片进行光电性能测量。结果显示,在银浆中加入了质量分数为10%的纳米AgCu后,电池片的各参数都有提高,其光电转化效率提高了5.65%。实验表明,利用Cu纳米颗粒取代部分Ag纳米颗粒,可提高电池的光电转化效率。

    • 基于压电波动测量的竹梁界面剥离监测试验

      2017, 39(5):750-753. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.026

      摘要 (605) HTML (0) PDF 1.48 M (719) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为天然绿色材料胶合竹材在建筑和土木工程上的应用引起广泛关注,对外荷载作用下竹结构的状态进行监测具有重要应用价值。该文对一竹梁构件模型进行分级加载直至破坏,基于压电应力波传播与测量对其各受力状态下的状态进行监测。通过对比不同荷载等级时简谐激励信号下压电传感器的测量信号的幅值和扫频激励下小波包能量的差异,定义相应的损伤指标,实现了对竹梁构件在加载过程中损伤状态的有效监测。

    • 不锈钢表面溅射氮化铝陶瓷膜工艺参数的研究

      2017, 39(5):754-758. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.027

      摘要 (706) HTML (0) PDF 1.49 M (1360) 评论 (0) 收藏

      摘要:工业生产中需要测量机械零件的润滑油膜厚度,利用超声波检测可实现无损检测的目的。利用氮化铝(AlN)陶瓷膜制成的压电换能器对超声波发射和接收。利用射频磁控溅射技术,在不锈钢表面沉积AlN薄膜。利用X线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)等设备对AlN薄膜结构表征,并对结果进行了讨论。

    • Ni掺杂量对BaBiO3基热敏陶瓷电性能的影响

      2017, 39(5):759-762. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.028

      摘要 (792) HTML (0) PDF 1.26 M (804) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和阻温特性测试仪,研究了不同NiO、Ni2O3掺杂量对BaNiⅡxBi1-xO3 和BaNiⅡx/3NiⅢ2x/3Bi1-xO3 (摩尔比x=0.02~0.08)热敏陶瓷的物相、显微结构及电性能的影响。结果表明,BaNiⅡxBi1-xO3与BaNiⅡx/3NiⅢ2x/3Bi1-xO3热敏陶瓷的室温电阻率ρ25及热敏常数B25~85值均随着NiO/Ni2O3掺杂量的增加呈现先减小后变大的趋势;试样BaNiⅡ0.04Bi0.96O3取得了良好的热敏性能,ρ25 =2 743 Ω·cm,B25~85 =3 239 K;BaNiⅡ0.02NiⅢ0.04Bi0.94O3陶瓷的ρ25 和 B25~85的最优值分别为65 Ω·cm和2 673 K。

    • 基于光纤布喇格光栅的测斜技术实验研究

      2017, 39(5):763-766. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.029

      摘要 (601) HTML (0) PDF 717.79 K (704) 评论 (0) 收藏

      摘要:与传统的测斜仪相比,基于光纤布喇格光栅(FBG)的测斜技术可实现自动实时监测。该文首先介绍了基于光纤光栅传感技术的测斜仪,通过建立理论模型和差分算法,根据测点处FBG测得的应变值计算出该点的挠度值,并将此挠度值与百分表实测挠度进行对比。通过实验验证了光纤光栅测斜技术的可行性。同时对FBG粘贴在3种材质测斜管表面的应变传递率进行了标定。结果表明,在聚氯乙烯(PVC)管的应变传递率可达95%,且PVC管的价格低,因此更适合在实际工程中应用。

    • 压电谐振式微质量测量系统

      2017, 39(5):767-769. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.030

      摘要 (768) HTML (0) PDF 982.02 K (654) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于压电晶体的正、逆压电效应,对压电谐振器的构成原理及压电晶片谐振频率的质量敏感原理(Sauerbrey方程)进行了分析。基于Sauerbrey测量原理,设计了压电谐振式微质量测量系统,对该系统的设计方案进行了分析。为减小温度等环境因素对压电晶体检测性能的影响,系统采用两个相同的石英晶体振荡电路构成双谐振式的压电晶体振荡器。采用模块化设计思想,对该测量系统各模块进行了设计与实现,并对系统性能进行了测试。结果表明,当测量端加载的质量越大,系统测量出的谐振差频值则越大,实验结果与理论分析结果吻合较好。相对于线性的理论结果,该实验结果的非线性误差为5.5%。该系统实现了压电谐振频率的变化与被测微质量之间的变换,能够实现对微质量进行测量。

    • 一种压电振动能量回收电路

      2017, 39(5):770-775. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.031

      摘要 (1131) HTML (0) PDF 2.00 M (1746) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高压电式振动能量回收系统的能量回收能力和解决在负载变化使能量回收效率变差的问题,以悬臂梁式压电振动发电系统为例,提出了一种高效的压电振动能量收集电路设计方案,即并联型双同步开关电感接口电路,可将压电梁转换振动能量得到的电能高效地储存到电容中。实验结果表明,压电梁在频率为38.4 Hz、加速度有效值为0.035 m/s2 振动激励下工作时,给出的并联双同步开关能量回收(PDSSH)接口电路可释放的瞬时功率达0.25 mW,是全桥整流接口电路(SEH)最优功率的5.8倍,是并联同步开关电感 (PSSHI)接口电路可释放的瞬时功率的2.2倍,是LTC35881电路可释放的瞬时功率的1.27倍,且其工作不受负载变化的影响。

    • 基于恒流源的改进型压电陶瓷高压驱动电源

      2017, 39(5):776-779. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.032

      摘要 (812) HTML (0) PDF 1.43 M (1154) 评论 (0) 收藏

      摘要:恒流源压电陶瓷驱动电源具有结构简单及频响好等优点,但静态功耗高是其突出缺点。该文提出了一种改进的恒流源压电陶瓷驱动电源,在静态功耗一定的情况下,提高了其动态输出能力及竞争能力。该改进型压电陶瓷驱动电源的样机具有2.4~300 V的输出电压范围,在静态恒定电流为0.1 A时,动态输出电流最大可达0.44 A。基于恒流源的高压驱动电源,驱动电压主要由驱动管的耐压决定,原理上可得到远高于现有高压运放的水平,在高压压电陶瓷驱动方面有广阔的前景。

    • 机器人辅助激光超声检测系统的设计与实现

      2017, 39(5):780-783. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.033

      摘要 (647) HTML (0) PDF 1.26 M (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决飞行器复合材料结构的非接触、高精度无损检测问题,提出一种基于关节型机器人的激光超声检测系统。在系统设计上,利用波长1 064 nm的Nd:YAG脉冲激光器激励超声波,基于光折变效应的双波混合干涉测量系统探测超声信号,激励和探测激光全部由光纤传导至光束聚焦端口投射到被测物表面,采用精密六轴关节型机器人作为扫描执行机构进行C型扫描检测。建立了系统的实验室原型,实现了碳/环氧复合材料试样的激光超声C扫描检测,得到试样内部模拟缺陷的分布、形状和尺寸特征,验证了系统的有效性。研究结果表明,研制的机器人辅助激光超声检测系统可以实现碳/环氧复合材料内部直径1 mm以上分层的检测,在飞行器复合材料构件的无损检测方面具有应用前景。

    • 基于强跟踪GHF的里程计辅助SINS动基座对准研究

      2017, 39(5):784-789. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.034

      摘要 (543) HTML (0) PDF 911.15 K (668) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高车载捷联惯导系统动基座初始对准精度,提出了一种强跟踪降维高斯厄米特非线性动基座初始对准算法。里程计辅助捷联惯导粗对准后水平姿态误差角为小角度,里程计辅助捷联惯导动基座对准模型简化为大方位失准角非线性模型,采用降维高斯厄米特滤波(GHF),以少数非线性状态积分点估计整个系统状态,减少计算量,应用强跟踪滤波,提高系统对突变的滤波状态的跟踪能力。实验表明,应用强跟踪降维高斯厄米特滤波提高了动基座初始对准精度,减少了计算量,提高了滤波的稳定性。

    • 阵列式芯片特定区域内微流体加热研究

      2017, 39(5):790-793. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.035

      摘要 (549) HTML (0) PDF 821.41 K (812) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了阵列式芯片特定区域内微流体的加热方法,研制了4×4阵列式聚二甲基硅氧烷芯片及其特定区域的加热组件。在128°YX-LiNbO3基片上光刻16个叉指换能器,其激发的SAW驱动压电基片上油相流体,使其输运到待加热区的传热柱上,在油相流体两侧的叉指换能器上加电信号,激发SAW加热油相流体,并通过传热柱加热阵列式芯片受热区内微流体。以石蜡油微流体为实验对象进行阵列式芯片特定区域微流体加热实验,结果表明,SAW可有效加热阵列式芯片特定区域内石蜡油微流体,在30.0 dBm电信号功率作用下,使7.5 μL石蜡油温度从22.3 ℃上升到33.5 ℃。

    • 新型小尺寸三陷波超宽带天线的设计

      2017, 39(5):794-796. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.036

      摘要 (601) HTML (0) PDF 986.61 K (912) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种紧凑的具有三陷波特性的超宽带天线。天线采用渐变微带线馈电,并通过矩形加半圆的辐射单元和半圆形地板来实现超宽带。通过在辐射单元上刻蚀对称的L形槽和圆环形槽,来实现在WLAN/WiMAX的陷波特性;在渐变微带馈线两侧增加对称的C形谐振器来达到在X频段的陷波特性。实验结果表明,天线在2.68~13 GHz频段内电压驻波比小于2,同时在3.1~3.8 GHz, 5~5.9 GHz ,7.25~7.85 GHz频段内有陷波抑制作用,且具有良好的辐射特性。天线具有较小的几何尺寸,仅为20 mm×30 mm。

    • 制备工艺对PZT陶瓷压电性能的影响

      2017, 39(5):702706. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.015

      摘要 (919) HTML (0) PDF 2.00 M (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别采用两步预烧工艺和传统一次预烧工艺制备了0.13Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.01Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 -0.86Pb0.82Ba0.08Sr0.10TixZr1-xO3(0.48≤x≤0.51)陶瓷粉体,再通过传统固相烧结法将两种粉体制备成压电陶瓷。研究了前驱体煅烧工艺和锆钛比对压电陶瓷性能的影响。结果表明,两种制备的压电陶瓷均为纯净的钙钛矿结构。两步预烧法可提高陶瓷的压电、机电性能,但介电性能降低。两步预烧法制备陶瓷的压电常数d33最高可达884 pC/N,平面机电耦合系数kp可达66.4%,相对介电常数εr为5 742。采用传统固相法制备陶瓷的d33和kp分别降低到755 pC/N和56.1%,εr则提高到7 324。

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

浏览排行

引用排行

下载排行