- 陈晓阳;王永安;叶志;高黄杰;曹玉;
为了提高矩形系数，该文针对混合结构的声表面波滤波器的设计展开研究。建立仿真模型，采用纵向耦合结构级联单个谐振器或多个谐振器，并在36°Y-X LiTaO_3和41°Y-X LiNbO_3压电材料上研制出两种声表面波滤波器。测试结果表明，滤波器的矩形系数分别为1.7和2,测试与仿真结果基本吻合。
2023年03期 v.45;No.270 331-334页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K] [下载次数：379 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 陈华志;罗文汀;马晋毅;陈彦光;伍平;董加和;
通过理论仿真，该文研制了一种改进型的3IDT-LCR结构，并基于该结构在42°Y-X LiTaO_3压电基片上研制出一种低损耗、小矩形系数的SAW滤波器。滤波器标称频率为253.75 MHz,实测插入损耗1.05 dB,低端带外抑制接近80 dB,高端带外抑制接近65 dB,-1 dB带宽10.52 MHz,-3 dB带宽12.54 MHz,-40 dB带宽16.68 MHz,矩形系数1.33。实测结果表明，该改进型3IDT-LCR结构的SAW滤波器具备低插入损耗、小矩形系数和高带外抑制的特点。
2023年03期 v.45;No.270 335-337页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 郑泽渔;黄松;陈正林;
该文提出了一种基于声表面波延迟线的相位解调器，其原理是利用声表面波延迟线将调相信号转换为调幅信号，并采用“延迟相加”的方法进行解调。该延迟线实现了频率2.695～3.000 GHz内1μs的延迟时间，解调器可以实现调制速率为500 kHz和1 MHz的二进制相移键控(BPSK)调制信号的解调。
2023年03期 v.45;No.270 338-341页 [查看摘要][在线阅读][下载 396K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 韩晓宇;帅垚;吴传贵;罗文博;潘忻强;张万里;
为了准确地设计声表滤波器，需要从参考声表面波(SAW)谐振器的测量值中提取精确的材料参数。测量SAW谐振器时，单个谐振器无法直接进行测试，需要引出传输线并使用GSG或GS探针进行测量，消除传输线影响的去嵌入过程对于SAW谐振器材料参数的准确提取非常重要。该文介绍了几种声表面波谐振器的去嵌入技术，包括Open-Short算法、电磁仿真方法、分段等效电路模型方法、集总参数等效电路法。通过实例验证了几种常用的去嵌方法并对其进行了分析。
2023年03期 v.45;No.270 342-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K] [下载次数：272 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 吴兆辉;唐盘良;李桦林;米佳;鲍景富;
该文使用SiO_2和金属材料钨(W)构造布喇格反射叠层，将其应用于由横向电场激励体声波谐振器(XBAR),并分析了金属层对谐振器性能的影响。所设计的谐振器以128°YX-切铌酸锂为压电层，Al为电极，SiO_2和W为周期层叠结构，单晶硅作为衬底的固态装配型谐振器(SMR),利用叉指电极换能器(IDT)激发出A1模式。首先计算声阻抗层厚度对SiO_2/W叠层传输系数的影响，得到中心频率为3.7 GHz的布喇格阻带。横波(主模)在经过叠层时被反射，纵波(杂模)则部分地泄露到衬底。由于钨具有电导性，致使IDT与钨之间形成并联分布电容，改变了原有的电场分布，导致谐振器的耦合系数下降。通过实验测试谐振器的实际性能，获得耦合系数为12%。虽然W具有高声阻抗，但分布电容的影响恶化了电气参数。
2023年03期 v.45;No.270 346-349+354页 [查看摘要][在线阅读][下载 481K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 钱一聪;帅垚;吴传贵;罗文博;潘忻强;张万里;
该文研究了在超高性能声表面波(I.H.P. SAW)衬底上，孔径总长对叉指末端具有能够抑制横向模态的小锤结构的谐振器性能。在衬底结构为Y 42°-钽酸锂(Y42°-LT)/SiO_2/多晶硅(Poly-Si)/Si上，通过建立对应的有限元三维仿真模型，初步得出在小锤结构下孔径总长的增大能够抑制横向模态杂散的结论。绘制了周期T为1.44μm、2μm、2.56μm下，孔径总长为7.5T、10T、15T、20T、25T、32.5T、40T的单端口谐振器版图并进行流片。通过实测结果表明，在不同周期下，随着孔径总长的不断增加，对谐振器横向模态的抑制会不断增强，机电耦合系数也不断增加，在孔径总长约为20T时阻抗比最高。仿真和实测结果体现了孔径总长对I.H.P. SAW谐振器的性能影响较大，为应用于I.H.P. SAW滤波器中的高性能谐振器提供了设计指导。
2023年03期 v.45;No.270 350-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K] [下载次数：209 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 赵小龙;李安鸽;贺永宁;
该文基于FDTD数值仿真法研究了电导率对ZnO体声波谐振器谐振频率的影响规律，为体声波声放大器、可调滤波器及探测器的优化设计提供指导。电导率的影响通过连续性方程引入，为了提高仿真精度，连续性方程采用四阶Adams-Bashforth差分格式。仿真结果表明，电导率在1～30 mS/m时，对谐振器谐振频率具有显著的调制效果。
2023年03期 v.45;No.270 355-358页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K] [下载次数：113 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘强;李鸿源;徐鸿;
该文采用多物理场耦合的有限元模型，探究了保护层Al_2O_3厚度对以LGS为压电基底、Pt为电极的声表面波(SAW)高温传感器中声波特性及器件性能的影响。结果表明，随着Al_2O_3保护层厚度的增加，声表面波在L波方向的振动位移增加，在SH波和SV波方向的振动位移减弱，当保护层归一化厚度为6.25%时，其能量向衬底内部扩散；当保护层归一化厚度为18.75%时，Rayleigh波消失，此时为体波BAW模式；增加Al_2O_3保护层，波速v、机电耦合系数K~2显著升高；一阶频率温度系数τ_(f,1)和转换温度随保护层厚度的增加而升高。利用Al_2O_3薄膜对SAW温度传感器进行结构优化，为了获得良好的综合性能，归一化厚度应该在0.94%附近。
2023年03期 v.45;No.270 359-362+367页 [查看摘要][在线阅读][下载 630K] [下载次数：94 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 王光华;张玉超;胡益民;苗斌;张士钦;周红宇;赵祥永;李加东;
收发一体式压电微机械超声波换能器(PMUT)的接收信号存在较长的拖尾，导致近场原始回波难以区分，造成测量盲区，对此提出了一种在拖尾段识别回波信号的方法。该方法利用解调对数放大器非线性压缩接收信号并进行包络处理，得到拖尾段具有明显极值点特征的包络曲线，并通过包络曲线极值点识别回波峰值。选取8组谐振频率不一的PMUT器件对该方法进行测试验证。结果表明，在最远测距大于300 cm的情况下，测量盲区缩减至10 cm附近，该方法具有一定的有效性与普适性。
2023年03期 v.45;No.270 363-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 黄永林;黄振峰;毛汉领;李欣欣;王浩洋;陈天来;
该文研究了热双金属带材的兰姆波非线性效应与温度、应力的关系，建立了非线性超声检测系统，结合X线衍射(XRD)法确定应力值。将热双金属分别加热到100℃、200℃和310℃,保温1 h后空冷，对比不同温度对非线性系数的影响，分析常态和热处理降应力后热双金属的非线性系数和应力值的关系。实验结果表明，热双金属在常温和经100℃、200℃加热后的非线性系数基本不变，而经过310℃稳定化热处理降低应力后，非线性系数明显降低；验证了热双金属中兰姆波二阶、三阶非线性系数对应力值敏感且随应力增大而增大，其均可用于表征残余应力状态；根据应力值与非线性系数的关系得到拟合函数，并验证了通过拟合函数计算应力的可行性，这为使用非线性系数评估应力提供了一种参考方法。
2023年03期 v.45;No.270 368-373页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K] [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 周红宇;张玉超;苗斌;李加东;
液体产品的密度检测是审核产品品质的重要手段之一。针对当前传统密度检测装置体积大、功耗高、不易在线检测的问题，该文设计并制作了一种基于压电微机械超声换能器(PMUT)的液体密度测量传感器。该传感器由两个PMUT(半径为500μm,空气中谐振频率为136 kHz)组成，分别作为发射端与接收端。实验测试结果表明，该传感器的谐振频率与液体密度成线性关系，在776～1 150 kg/m~3密度范围内具有良好的响应，其灵敏度为17 Hz/kg/m~3。
2023年03期 v.45;No.270 374-378页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K] [下载次数：374 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 雷磊;白晓春;孔志战;陈松博;李亮;梁苗;
该文采用传统固相反应法制备了W~(6+)掺杂的0.07Pb(Sc_(0.5)Nb_(0.5))O_3-0.93Pb(Hf_(0.47)Ti_(0.53))O_3(PSN-PHT)陶瓷，详细分析了样品的晶体结构、压电和介电性能。实验结果表明，W~(6+)掺杂可以提高钙钛矿结构中三方相的含量，有效增加晶粒尺寸，提高压电系数。当W~(6+)掺杂量(摩尔分数)为1.0%时，样品具有最佳的压电和介电性能，即d_(33)=585 pC/N,T_C=323℃,ε_r=2 088。同时，样品的d_(33)在200℃去极化温度下仍保持570 pC/N的高值，且经过1 080 min保温后，压电常数略微降低，此时d_(33)仍可达到537 pC/N,变化仅为5.7%。上述结果表明，W~(6+)掺杂不仅可以提高压电系数，同时也可增强陶瓷的温度稳定性，使该陶瓷体系能在更宽的温度范围内使用。
2023年03期 v.45;No.270 379-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 梁雪;李照;
为了获得低温烧结的微波介质陶瓷，该文采用固相法制备了Al_2O_3-SiO_2-(Li_2O-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3)系微波介质陶瓷粉体，并添加聚乙烯醇缩丁醛、丙三醇、鲱鱼油、乙醇、乙酸乙酯等配成料浆，利用流延成型技术获得微波介质膜带。对不同配比下制备的膜带表面形貌进行扫描电子显微镜(SEM)观察分析，结果表明，当质量比m(粉体)∶m(PVB)∶m(丙三醇)∶m(鲱鱼油)∶m(乙醇+乙酸乙酯)=25∶15∶2∶1∶7时，膜带样品的表面颗粒分布更均匀。测量不同温度下该膜带样品的烧结密度及烧结收缩率，得到在870℃时膜带样品的密度及收缩率达到最大。此外，对膜带样品与Ag电极共烧后的断面形貌进行了扫描电子显微镜(SEM)观察分析，结果表明，在870℃下，流延膜带与Ag电极共烧良好。
2023年03期 v.45;No.270 384-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K] [下载次数：657 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 郭凡;李银辉;马俊格;梁建国;李朋伟;
该文通过两步水热法制备了钛酸钡纳米线(BTO NWs),采用旋涂法与聚偏氟乙烯(PVDF)复合制备BTO NWs/PVDF复合薄膜。系统地研究了水热反应中不同NaOH浓度、不同反应时间及不同BTO NWs掺杂量对BTO NWs/PVDF复合薄膜压电输出性能的影响，并与商用钛酸钡纳米球(BTO NPs)制备的BTO NPs/PVDF复合薄膜进行了压电性能对比。结果表明，当NaOH浓度为10 mol/L,反应时间为10 h时，BTO NWs/PVDF复合薄膜开路电压和短路电流分别可达5.42 V和1.81μA。当BTO NWs掺杂量(质量分数)为20%时，复合压电薄膜的开路电压可达9.34 V,短路电流可达2.15μA,分别是BTO NPs/PVDF复合薄膜输出电压和电流的1.92倍和1.49倍。当负载电阻值为5 MΩ时，BTO NWs/PVDF复合薄膜输出功率可达1.44μW。经过4 000次循环敲击测试，BTO NWs/PVDF复合薄膜表现出良好的机械稳定性，其有望在自供电器件、柔性可穿戴电子设备等领域得到广泛应用。
2023年03期 v.45;No.270 389-396+402页 [查看摘要][在线阅读][下载 884K] [下载次数：485 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 张现强;朱春莉;崔玉国;陆江昂;杨依领;娄军强;
该文提出了一种结构简单紧凑的压电粘滑旋转电机。通过一个力偶式机构设计了定子，并在此基础上设计出双定子压电粘滑旋转电机，提升了电机结构的紧凑性。通过在典型锯齿波上改造而成的一种异步驱动方式，使电机能够实现“增粘减滑”。建立了电机机电-摩擦耦合动力学模型，制作出电机的样机并进行相应的实验。实验结果表明，电机输出位移曲线显示出良好的步进特性，当驱动电压幅值为150 V、频率为900 Hz时，电机输出的最大单步转角、转速分别为125μrad和6.3 (°)/s,最大可承负载为30 g。
2023年03期 v.45;No.270 397-402页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K] [下载次数：407 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 梁亚成;路国纬;虞赛君;万澳德;
该文研究了拟发挥压电叠堆大输出力的特点，并提出了一种压电叠堆驱动的超声电机。电机定子由压电叠堆与金属弹性体结构组成，定子在交变激励信号下产生行波振动，并通过摩擦耦合驱动转子旋转输出。该文制作了样机，并搭建了实验平台。测试结果表明，电机转速与驱动电压呈正相关关系。当驱动电压峰-峰值为310 V时，电机最大输出转速为42.55 r/min,输出扭矩为0.8 N·m。
2023年03期 v.45;No.270 403-407页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K] [下载次数：553 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 张东升;张景阳;
该文提出了一种新型的方孔定子行波超声电机，并进行了参数设计、仿真分析和实验研究。定子由1个方孔金属体和4块压电陶瓷片组成，通过与直径大于定子内边长的转子配合发生弹性变形，从而对转子产生预压力，便于驱动。利用有限元软件对定子进行模态分析，选择第三阶模态作为工作模态，得到定子最大振幅与激励频率、电压、壁厚、边长及圆角半径的关系，并研究了频率、电压及预压力对转子输出特性的影响。制作了实体样机并测试了其输出特性，测试表明，当电压为100 V、激励频率为31.5 kHz时，其空载转速为215 r/min,堵转力矩达到1.58 mN·m。
2023年03期 v.45;No.270 408-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 743K] [下载次数：217 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 鹿青山;刘文光;成龙;高铭阳;冯逸亭;陈红霞;
压电振子的工作频带宽度是影响压电振动能量收集器发电效率的关键指标。该文旨在分析一种锯齿型阵列式压电振动能量收集器结构模态频率，为压电振子的动力学设计提供参考。首先，基于弹性梁振动理论，推导了锯齿型压电梁的动力学方程，并分析了影响压电梁模态频率的因素。然后，通过COMSOL建立锯齿形压电梁的有限元模型，分析了其频响特性、功率与负载阻抗匹配特性及加速度依赖性。最后，通过实验研究测试了锯齿型压电梁的电压幅频特性曲线，验证了理论分析与仿真模拟结果的合理性。结果表明，锯齿型阵列式压电振动能量收集器能够有效地拓宽工作频带，进而提高发电效率。
2023年03期 v.45;No.270 414-418页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K] [下载次数：184 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 李洋;王宏伟;于肇贤;夏丽莉;
该文研究了1-3-2压电复合材料的厚度振动谐振频率与尺寸的关系。应用压电学和弹性动力学理论建立了机电等效图，对1-3-2压电复合材料的厚度振动模态进行了机电理论分析，并对其谐振频率进行了计算。利用有限元仿真软件分析了在厚度振动模态下，1-3-2压电复合材料谐振频率、反谐振频率与尺寸变化的关系。结果表明，纵向尺寸比变大时，频率曲线呈下降趋势；横向尺寸比变大时，频率曲线呈上升趋势；横纵尺寸比变大时，频率曲线呈缓慢下降趋势；基底厚度变大时，频率曲线呈先减小后增大趋势。4种情况中，纵向尺寸比对于整体的谐振和反谐振频率影响最显著。
2023年03期 v.45;No.270 419-424页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K] [下载次数：334 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 侯京川;鲜晓军;李瑞峰;曾祥明;冯小东;刘振华;
该文仿真设计了一种高频压电复合材料球形换能器，利用COMSOL软件建立了有限元模型，计算了换能器的声辐射特性，分析了不同压电陶瓷材料、不同基元尺寸对换能器声辐射特性的影响。仿真分析结果表明，球形高频换能器具有高频、宽带及可全向辐射声波等特性，能广泛应用于水声探测与成像发射换能器及其阵列。
2023年03期 v.45;No.270 425-428页 [查看摘要][在线阅读][下载 691K] [下载次数：447 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 孔辉;张忠伟;钱煜;沈浩;曹焕;徐秋峰;王勤峰;
钽酸锂作为一种优良的多功能晶体材料，具有良好的压电、电光和热释电等性能，已被广泛应用于通信、电子等行业。该文介绍了钽酸锂晶体的结构、缺陷及性能调控方式，总结了钽酸锂晶体的制备方法及优缺点，分析了钽酸锂晶体在各应用领域的国内外研究进展，并对钽酸锂晶体的发展进行了展望，以期对钽酸锂晶体的应用及研究提供帮助。
2023年03期 v.45;No.270 429-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K] [下载次数：1066 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ] - 贺超;刘志成;姚建南;武惠华;钟年丙;曾檀;唐欢;解泉华;
为了稳定准确地检测甲醇蒸汽浓度，该文提出了一种基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的光纤Bragg光栅(FBG)甲醇传感器。首先使用氢氟酸腐蚀部分包层，在栅区表面涂覆一层PMMA薄膜；然后构建测量系统，建立了传感器检测甲醇蒸汽的理论模型；最后引入温度补偿单元，消除温度对甲醇蒸汽浓度测量产生的影响。实验研究了PMMA薄膜厚度和温湿度对传感器灵敏度的影响，测试了传感器的响应时间、选择敏感性和检测下限。研究结果表明，在甲醇质量浓度为20～160 mg/L时，传感器的中心波长漂移与浓度间具有线性关系(线性系数R~2=0.992)。在温度20～40℃,相对湿度40%～80%时，传感器能够准确检测甲醇蒸汽浓度的变化，其灵敏度为0.292 pm/(mg·L~(-1)),相对误差为9.3%,检测下限为20 mg/L。
2023年03期 v.45;No.270 439-444+449页 [查看摘要][在线阅读][下载 561K] [下载次数：162 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李驰;鲁志琪;任杰;彭敏;刘昌宁;
该文提出了一种基于飞秒激光直写的高灵敏度光纤光栅折射率传感器，同时测量了传感器的温度及轴向应变特性。采用波长为800 nm的飞秒激光刻写了周期为150μm,周期数为50,栅区长度为7.5 mm的长周期光栅。该传感器在折射率测量实验中的灵敏度最高可达1 605 nm/RIU,在30～330℃,温度灵敏度达到76.52 nm/℃,传感器的稳定性良好且对应变不敏感，鲁棒性优良。这种基于飞秒激光直写的长周期光纤光栅，其折射率灵敏度较高，耐高温，具有广泛的应用前景。
2023年03期 v.45;No.270 445-449页 [查看摘要][在线阅读][下载 576K] [下载次数：360 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：1 ] - 王蓉;马永军;钟用;王玺苏;王建旭;赵明富;
为了实现液相中氢气体积分数的准确检测，该文利用钯、氧化硅超疏水溶胶和倾斜光纤光栅制备了氢气传感器。首先，在倾斜光纤光栅表面采用磁控溅射法涂覆了一层致密的钯膜，用于响应氢气体积分数变化信息；然后，采用镀膜提拉法在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水膜，用于阻止水分子进入钯膜内部，导致钯膜从光纤表面脱落，进而增强了传感器在液相环境下运行的稳定性。实验研究了钯膜厚度对传感器氢敏响应特性的影响，并利用传感器对液相中的氢气体积分数进行了检测。研究结果表明，传感器能准确响应液相中氢气体积分数的变化信息，当钯膜厚度为120 nm时，灵敏度达到-15.29 pm/%,最大相对误差为8.67%。
2023年03期 v.45;No.270 450-453+459页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 陈子楠;秦文虎;姚红权;
由压电陶瓷驱动的快速反射镜(FSM)现已被广泛用于自适应光学系统的执行环节，为了对其迟滞效应精确建模，该文提出了一种针对FSM的IDE-BPNN建模方法。基于Madelung法则以最小二乘法构建称迟滞算子作为迟滞运动的基本描述，扩展训练用的数据集，并采用改进的差分进化算法(IDE)对BP神经网络(BPNN)进行训练。实验表明，当输入30 Hz衰减的正弦信号时，IDE-BPNN模型的单轴最大误差为0.745μrad,归一化最大误差为0.87%,归一化均方根误差为0.36%。相较于最小二乘建模法，相对于最小二乘模型误差大幅缩小，有较好的使用价值。
2023年03期 v.45;No.270 454-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 黄忠;胥献忠;邓耀;周怀健;孙玉涛;沈全喜;
针对大跨度空间索结构施工及运营阶段的索力监测难题，基于光纤光栅应变敏感的特性，利用“预应力原理”与凹槽封装技术，该文研制了一种内嵌封装大量程光纤光栅传感器的智能拉索，解决了光纤光栅传感器工程应用易断裂及监测量程不足的缺陷。在此基础上对其进行张拉试验，验证智能拉索的主要传感性能指标。试验结果表明，光纤光栅传感器监测灵敏度约为0.002 66 nm/kN,线性度误差≤2.86%,迟滞误差≤1.53%,重复性误差≤2.40%,总精度误差≤4.03%,监测量程可达到拉索极限承载力的80%。采用该技术，利用光纤光栅传感器对某体育场馆索网结构的施工张拉进行实时监测，并将光纤光栅传感器监测荷载与千斤顶张拉荷载进行对比，索体张拉完成后两者误差仅为2.95%。该技术实现了拉索全生命周期、高精度的索力监测。
2023年03期 v.45;No.270 460-466页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K] [下载次数：291 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曾祥豹;胡义东;王露;王飞;廖崧琳;胡杨;袁宇鹏;
为了能够在复杂环境下实现风速风向的高精度和高稳定性测量，在基于声学共振原理的风传感器系统的基础上，采用闭环控制扫描技术改进了系统的性能指标。采用声学共振的方式，同时对换能器产生的信号进行频率调制和强度调制，实现对超声换能器的线型扫描。频率调制解决了在不同压力、温度等环境因素影响下导致的共振频移的问题，强度调制解决了换能器性能随时间衰减问题，极大地提高了信噪比。实验结果表明，采用闭环控制的方法可以准确测量风速风向。风速测量范围0～50 m/s,风速测量精度为±0.5 m/s(≤15m/s)/±5%(>15 m/s且<35 m/s)/±9%(>35 m/s)。改进后的系统在复杂环境下受环境变化影响小、精度高、稳定性好、抗干扰能力强。
2023年03期 v.45;No.270 467-470页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 王新宇;阳洪;宋军;
雷达测姿系统实际上是一种惯性导航系统，长时间未标定会发生加速度计零位变化，直接影响水平测量精度。针对此问题，该文分析了系统误差机理及可观测性，根据实际雷达天线的运动范围，提出了一种免拆卸加速度计零位基准误差补偿方案。此方案的标定方法简便，能够有效地识别并估计三轴加速度计的零位误差，补偿后的动态水平基准精度由2′提升至0.5′,适合在不方便拆卸的雷达车等大型设备上使用。
2023年03期 v.45;No.270 471-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 朴林华;张严;佟嘉程;李备;
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ΔT_Y(ΔT_X)随着输入角速度a_x(a_y)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。
2023年03期 v.45;No.270 477-483+488页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 王勇;夏昌福;郭茂;
贮存寿命是长使用周期、高可靠性产品的重要考核指标之一。为评估某型加速度开关的贮存寿命，该文采用温度应力四量级水平恒定应力加速试验方法研究了加速度开关的退化过程，并将阿伦尼斯加速模型与漂移布朗运动相结合，建立了产品的可靠性模型。最后采用极大似然和最小二乘法对试验数据进行了拟合分析。结果表明，某型加速度开关在100℃的加速量级下，其等效贮存年限可达33年，满足产品有效贮存期的要求。
2023年03期 v.45;No.270 484-488页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K] [下载次数：233 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据