压电与声光

  • 利用小型化频率选择表面实现宽带电磁透明

    薛凤至;伍瑞新;徐成;陈平;楼群;

    为了实现微波宽带高透明性材料,采用了小型化频率选择表面的方法,设计了一种由一层容性贴片和一层S形感性网栅构成的电磁透明材料,结果表明,这种电磁透明材料-1 dB相对带宽可达99.4%,实验结果与仿真结果吻合。同时,斜入射实验结果显示,该结构在横电波和横磁波偏振入射波40°角入射条件下仍具有较好的角度稳定性。

    2019年04期 v.41;No.247 465-468页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K]
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  • 基于CSRR-QMSIW谐振器的双通带滤波器的设计

    张国鹏;黄玉兰;

    为满足滤波器在双频带通信系统中发展的要求,提出了一种基于1/4模基片集成波导(QMSIW)加载互补开口谐振环(CSRR)的新型双通带滤波器。根据CSRR谐振器的传输特性,实现以其谐振频点为中心的第一个通带;设计QMSIW谐振腔的边长,实现以该腔体谐振频点为中心的第二通带;设计QMSIW腔体间的耦合方式,在两通带之间和高阻带处各引入一个传输零点,加强两通带隔离度和带外抑制。设计了一款两通带的中心频率分别为8.1 GHz和11.5 GHz,且有效尺寸仅为15 mm×8 mm,插入损耗低于0.4 dB,高阻带衰减达64 dB,两通带隔离度达46 dB。

    2019年04期 v.41;No.247 469-472页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K]
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  • 交指型MEMS滤波器的优化设计

    唐小龙;金中;何西良;刘娅;梁柳洪;刘洋宏;

    交指型微机电系统(MEMS)滤波器是采用MEMS工艺制备出的交指型结构滤波器,针对交指型MEMS滤波器电磁优化算法中存在速度慢,占用计算资源大等问题,对交指型MEMS滤波器优化设计方法进行了研究。采用主动空间映射算法,在ADS和HFSS软件中建立滤波器电路结构模型和三维结构电磁模型,并分别将它们用于主动空间映射算法所需的粗糙仿真和精确仿真,仅进行了5次精确仿真就完成了一款Ku波段滤波器的优化设计。结果表明,设计的滤波器中心频率为14 GHz,顶部损耗为1.6 dB,-1 dB带宽为2.2 GHz,满足设计指标要求,同时验证了优化设计方法的可行性。

    2019年04期 v.41;No.247 473-475+480页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K]
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  • o光入射型声光可调滤光器

    张泽红;邓江涛;

    该文采用氧化碲晶体制作了一种o光入射型声光可调滤光器,并对其分光原理进行了理论分析,推导出超声极角、孔径角和光波长与频率的调谐关系等o光入射型声光可调滤光器常用公式,通过实测与分析验证了其准确性。实验结果表明,该o光入射型声光可调滤光器可以对目标的o光特性进行光谱成像分析,弥补了e光入射型声光可调滤光器不能分析目标o光特性的不足。

    2019年04期 v.41;No.247 476-480页 [查看摘要][在线阅读][下载 594K]
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  • 一种用于混凝土结构裂缝监测的光纤传感器

    杨杰;张凯;程琳;王赵汉;李亚明;

    针对不同工程实际对传感器灵敏度及量程的不同要求,设计了一种基于弯曲损耗原理的光纤裂缝传感器,介绍了传感器的工作原理,对光损耗值与裂缝宽度间的理论关系进行了推导,并通过实验,研究了在不同弯曲段尺寸下光损耗的变化规律,确定了弯曲段光纤临界损耗尺寸,测得最敏感直径区间。通过有机玻璃板模拟裂缝的开展和闭合过程,验证了传感器的可行性。最后,通过在混凝土条件下模拟裂缝实验,对传感器的性能进行了测试。实验结果表明,传感器可实现对混凝土结构裂缝发展过程的长期稳定监测。

    2019年04期 v.41;No.247 481-484页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K]
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  • 多叉指Rayleigh波器件的建模及特性研究

    文常保;牛涛涛;王蒙;洪吉童;巨永锋;

    针对目前改变Rayleigh波器件中波的传播方向和强度较复杂的问题,提出了一种多叉指Rayleigh波器件结构和三维建模方案。该三维建模方案用有限元分析法去逼近实际器件的压电基片和叉指换能器等真实器件结构和尺寸。选取压电基片材料为128°YX-LiNbO_3、叉指换能器为Al电极,分别对叉指换能器数目为4、6、8的多叉指Rayleigh波器件进行三维模型实验,验证了该器件的可行性。实验结果表明,多叉指Rayleigh波器件可以在不同角度激发Rayleigh波,该波只有x、y方向的质点位移分量,且质点的最大位移主要集中在器件表面的中心位置。此外,器件的模态频率和质点最大位移随着叉指换能器数目的增加而增大,由此产生的Rayleigh波强度和器件的混合性能也会增强。

    2019年04期 v.41;No.247 485-488页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
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  • 基于声表面波纸基微流器件研究

    章安良;董良威;

    为了降低工艺要求和制作成本,提出了压电基片上纸基微流器件制作方法。采用焊锡丝构建微通道图案,通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)固化、剥离焊锡丝、填入棉线、棉线吸收未固化PDMS等工艺过程,将图案转印于纸基片,并贴合于128°YX-LiNbO_3压电基片上。实验结果表明,电信号功率为27.3 dBm时,在研制器件上实现淀粉显色反应,验证其微流分析功能。

    2019年04期 v.41;No.247 489-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]
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  • SAW式WTP输入及输出阻抗匹配研究

    刘守兵;卢文科;

    由于组成声表面波(SAW)式小波变换处理器(WTP)的叉指换能器的等效电路是一个三端口网络,因而其插入损耗和三次渡越反射都与输入、输出阻抗有关且相互影响。为此,在将该芯片用于电子系统中时,必须对其输入、输出阻抗匹配进行研究,以在抑制其多次声波反射的同时保证其插入损耗尽可能地低。因此,该文提出了利用SAW式WTP的导纳矩阵计算其输入、输出阻抗,并由此设计其匹配网络的方法。理论研究和实验结果表明,利用这种方法设计的SAW式WTP的匹配网络,可以使该器件的插入损耗降低30%以上。

    2019年04期 v.41;No.247 493-496页 [查看摘要][在线阅读][下载 308K]
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  • 基于COMSOL的声表面波器件三维结构仿真

    张永威;郭涛;谭秋林;张利威;

    基于铌酸锂基底的声表面波传感器电极材料设计,采用COMSOL Multiphysics仿真分析软件对声表面波传感器单对叉指进行三维建模,并进行固体力学和静电学物理场的有限元仿真分析。结果表明,不同电极材料和厚度对其反对称模态频率、对称模态频率、导纳特性曲线及阻抗特性曲线的影响较大,且通过改变电极材料的厚度有效抑制寄生谐振为进一步的研究提供了理论依据。

    2019年04期 v.41;No.247 497-500页 [查看摘要][在线阅读][下载 1122K]
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  • 一种新型电调FBAR结构的仿真分析

    吴永盛;苏淑靖;翟成瑞;张佳俊;王少斌;

    针对目前薄膜体声波谐振器(FBAR)调谐范围小的问题,提出了一种新型电调FBAR结构,在传统FBAR的压电薄膜和底电极之间引入一层n型掺杂AlN半导体(n-AlN)薄膜。利用COMSOL Multiphysics对新型FBAR进行建模仿真计算,得到其谐振频率为1.92 GHz,阻抗特性曲线中存在寄生谐振峰,通过调整顶电极厚度进行优化,结果表明,当顶电极厚为0.1μm时,寄生谐振峰消失,此时器件谐振频率为1.976 GHz,且顶电极厚度调整后器件整体性能有较大提升。对优化后的新型FBAR进行电调仿真分析,得到其调谐量为600 kHz/V,比传统FBAR的150 kHz/V有很大的提高,另外,仿真结果显示,谐振频率与外加调谐电压呈指数正相关。

    2019年04期 v.41;No.247 501-503+508页 [查看摘要][在线阅读][下载 804K]
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  • CaBi2Ta2O9基压电陶瓷的A位掺杂改性研究

    钟建强;王丹;石钰琳;陈强;

    该文采用固相反应法制备了铋层状结构Ca_(1-x)(LiCe)_(x/2)Bi_2Ta_2O_9(CBT-LC100x)高居里温度(T_C)压电陶瓷,研究了(Li_(0.5)Ce_(0.5))~(2+)复合离子掺杂对CaBi_2Ta_2O_9(CBT)基陶瓷晶体结构、介电、压电等性质的影响。结果表明,在选定(Li_(0.5)Ce_(0.5))~(2+)掺杂浓度范围内,CBT-LC100x陶瓷呈正交晶体结构。随着x增加,T_C趋于降低,从941℃降低至924℃。Ce离子的施主掺杂效应有利于电阻率及压电活性的提高,当x=0.06(x为摩尔分数)时,具有最优综合性能,T_C约为924℃,压电常数d_(33)约为8.1 pC/N, 650℃时电阻率为1.7×10~6Ω·cm。

    2019年04期 v.41;No.247 504-508页 [查看摘要][在线阅读][下载 1940K]
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  • 熔盐法制备柱状铌酸钾钠粉体及其陶瓷

    郭壮壮;刘亮亮;郁军;王永强;吕蕊;

    采用二步熔盐法合成了柱状铌酸钾钠粉体,并制备了致密的铌酸钾钠陶瓷。首先使用少量KSr_2Nb_5O_(15)粉体作为晶种,以Nb_2O_5、KCl与不同SrCO_3和Nb_2O_5的摩尔比(x=0.2,0.4,0.6和0.8)为原料合成了分散性较好的铌酸钾前驱体;然后将该前驱体通过化学拓扑反应制备出柱状的铌酸钾钠粉体;最后利用该粉体为原料,制备了铌酸钾钠陶瓷。测试结果表明,SrCO_3的添加有利于形成分散性良好的铌酸钾前驱体;Sr含量对钨青铜结构前驱体到钙钛矿结构铌酸钾钠的相转变有显著影响:当x≤0.4时,前驱体全部转化为钙钛矿相;x>0.4时,前驱体转变不完全;x=0.8时,前驱体几乎未发生转变。x=0.4时,合成的铌酸钾钠颗粒为微米级,长径比约为12,具有较高的烧结活性,为织构陶瓷的制备提供了一种合适的模板籽晶。

    2019年04期 v.41;No.247 509-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 1656K]
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  • La和Sr的掺杂对PZT薄膜电学性质的影响

    李伟;郑伟;丁长路;张宏宇;

    该文采用溶胶-凝胶法在LaNiO_3/Pt/Ti/SiO_2/Si基片上制备了掺杂La元素的Pb_(1-0.05)La_(0.05)ZrTiO_3(PLZT)、掺杂Sr元素的Pb_(1-0.05)Sr_(0.05)ZrTiO_3(PSZT)、掺杂La和Sr元素的Pb_(1-0.1)La_(0.05)Sr_(0.05)ZrTiO_3(PLSZT)及未掺杂的锆钛酸铅(PZT)薄膜样品。对不同掺杂情况的样品分别进行了压电系数、电滞回线、介电特性的测试。结果表明,双掺杂样品PLSZT薄膜具有比其他样品更好的铁电性能,其剩余极化强度(P_r)为13.2μC/cm~2,饱和极化强度(P_s)为28.4μC/cm~2,矫顽场(E_c)为54.8 kV/cm;双掺杂样品PLSZT薄膜的压电系数(d_(33))比其他3种样品高,达到153 pC/N。掺杂后的样品与未掺杂的样品相比,其介电常数有略微提高;单掺杂La的样品的介电特性在高频环境下更稳定。

    2019年04期 v.41;No.247 513-516页 [查看摘要][在线阅读][下载 545K]
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  • KNN基无铅压电陶瓷材料制备的研究进展

    晏伯武;

    碱金属铌酸盐系的(K,Na)NbO_3(KNN)因其具有高压电常数(d_(33)),高机电耦合系数,高品质因数及高居里温度(T_C)而成为无铅压电材料研究的热点。为了探索高性能KNN无铅压电陶瓷材料制备及应用,该文综述了其相关制备工艺、性能特点,重点阐述了KNN系无铅压电材料的掺杂、烧结、极化及其对性能的影响,指出了KNN无铅压电陶瓷的掺杂改性及工艺优化研究是其有效的研究方向。

    2019年04期 v.41;No.247 517-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 489K]
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  • 旋转行波超声电机最优预压力的研究

    郭咏;朱华;刘军;赵淳生;

    为提升旋转行波超声电机输出性能,研究其在不同负载下的最优预压力,针对TRUM-70H超声电机进行了理论计算和实验验证。建立超声电机动力学模型,分析了预压力对超声电机机械特性的影响;以TRUM-70H超声电机为对象,分析其最优预压力与负载力矩间的关系;搭建超声电机多功能测试平台,验证理论推导结果,并指出误差存在的原因;根据研究结论,提出超声电机装配时应根据负载选用预压力。结果表明,预压力和负载力矩对超声电机转速的影响存在耦合关系;在超声电机有效工作范围内,最优预压力值与负载力矩近似呈线性正相关;装配时根据实际负载需求设定超声电机预压力,可提高其输出效率。

    2019年04期 v.41;No.247 524-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K]
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  • 超声行波马达悬浮振子的研究

    周妍宁;冯志华;

    为了提高超声行波电机的输出功率,该文提出了一种悬浮式振子结构。该结构利用弹簧隔离振子与固定端,利用质量块为定子提供输出力。该振子由压电堆激励,可以产生较大振幅。压电堆工作在d_(33)模式,与经典行波电机中工作在d_(31)模式的压电片相比,其机电耦合系数更大,同时增加了压电材料的体积,提高了电机的输出功率。通过有限元仿真实验验证了理论的正确性,同时研究了在4个尺寸为1.68 mm×1.68 mm×5.0 mm的锆钛酸铅(PZT)压电堆激励下的最优参数。实验结果表明,在峰-峰值为20 V的激励电压下,定子最大自由振动幅值为3.57μm,约为非悬浮状态下的3倍。样机马达最大空载转速为74 r/min,堵转扭矩为0.037 5 N·m。在不增大体积的条件下使用更多的压电堆激励,其输出功率可以成倍提高。

    2019年04期 v.41;No.247 529-534页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]
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  • 圆盘超声电机准零刚度转子设计及其优化

    王翔;菅磊;陈超;王均山;

    该文针对长时间储存和高冲击环境导致超声电机正常工作预压力发生改变的背景,设计了一种受到外部环境扰动保持预压力恒定的准零刚度碟簧转子。借鉴了开槽碟簧设计思路,建立其参数化有限元模型。采用灵敏度分析选择主要设计变量,建立了在选定工作预压力附近准零刚度段最长的目标函数。利用有限元数值模型对该碟簧转子进行参数优化设计。结果表明,优化后的碟簧转子在正常工作预压力附近准零刚度段的长度达到0.6 mm,且在冲击环境下满足强度要求,最终通过实验验证了装配有该碟簧转子超声电机的输出特性良好。

    2019年04期 v.41;No.247 535-540页 [查看摘要][在线阅读][下载 1829K]
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  • 环形电极压电驱动器极化电压和力学性能分析

    刘永刚;曹胜捷;李冬颖;张婷;吴舟;郭全圆;

    提出一种新型环形电极压电驱动器,运用ABAQUS软件对此驱动器进行电场和力学分析。着重研究环形电极分支中心距和电极宽度对极化电压和驱动性能的影响,并与普通形电极压电驱动器的极化电压和驱动性能对比。结果表明,环形电极压电驱动器的极化电压为普通形电极的1/2,环形电极结构降低压电驱动器对极化电压的要求;减小电极分支中心距、增大电极宽度,有利于降低环形电极压电驱动器的极化电压;当工作电压为90 V时,环形电极压电驱动器的径向夹持力达到普通形电极的5.2倍,径向自由位移达到普通形电极的2.6倍。

    2019年04期 v.41;No.247 541-545页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K]
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  • 基于行车风压的谐振腔式压电俘能器研究

    李霞;刘强;张伟伟;张三川;

    针对汽车行驶过程中车载传感器需要持续稳定的供能需求,设计一种以谐振腔结构为主体,扰流圆柱与亥姆霍兹谐振腔为辅助的压电俘能器。为研究俘能器的发电性能,设计其最佳结构,建立流固电耦合仿真模型。仿真时,根据实际风压分布,将风压载荷分区加载到压电发电模块。仿真分析结果表明,基板与压电陶瓷的厚度比对压电悬臂梁的输出电压和固有频率有影响,最佳厚度比为1.25;基板与主腔体间间隙、扰流圆柱直径、亥姆霍兹谐振腔皆存在最佳尺寸参数使压电俘能器发电性能达到最佳;负载电阻在400~600 kΩ内时,可获得最佳的输出功率;风速为15 m/s时,最大输出功率为37.3 mW。

    2019年04期 v.41;No.247 546-551+556页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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  • 一种压电单晶矢量水听器的性能建模与分析

    王佳荣;许欣然;夏铁坚;解广亚;

    针对加速度型矢量水听器在低频段灵敏度偏低问题,根据铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)压电单晶的性能特点,设计了一种双悬臂梁结构压电单晶矢量水听器。建立了有限元模型,对矢量水听器的振动模态和接收性能进行了仿真计算,重点分析了几个主要材料和尺寸参数对水听器自由场灵敏度的影响。理论计算表明,采用压电单晶PZN-PT的矢量水听器经优化后其灵敏度可达-190 dB@250 Hz,与压电陶瓷PZT-5A的水听器相比,灵敏度提升了15 dB以上。

    2019年04期 v.41;No.247 552-556页 [查看摘要][在线阅读][下载 1286K]
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  • 涡街提频振荡水柱驱动压电发电理论分析

    杜小振;李周杰;康辉;张咪;于红;

    海洋波浪能频率低(0.3~1 Hz),海浪进入振荡水柱气室压缩空气形成高速气流。在高速气流通道内放置绕流圆柱钝体,采用卡门涡街效应提高波浪能振荡水柱采集气室气压激振频率,实现高频驱动压电发电,提高海洋能量转换效率。推导波浪进入气室形成振荡的水气动力转换理论,计算了气室初级压强和流速。分析了低频高压气流经钝体形成卡门涡街高频涡流激振提频过程,计算出气压作用于钹型压电发电结构输出的电量。研究气体流速、钝体等系统参数与输出能量的关系。计算结果表明,周期为0.65~1.1 s的海浪进入气室经提频作用于钹型压电发电结构,稳定输出电能可达70~80 mW,为新型波浪能采集技术提供了理论基础。

    2019年04期 v.41;No.247 557-561+569页 [查看摘要][在线阅读][下载 590K]
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  • 大行程无寄生位移柔性压电微夹钳结构设计

    丁严;赖磊捷;

    该文设计了一种两级放大的新型柔性微夹钳结构,对其位移放大比等特性进行了研究。首先,设计了微夹钳的整体结构,第一级放大机构采用杠杆机构,第二级采用半桥式放大机构。随后,利用刚度矩阵法对微夹钳柔性机构进行建模分析,并建立了平面三自由度的振动微分方程,根据所得方程计算出了微夹钳的位移放大比等特性。最后分别利用有限元和实验方法对模型分析得到的位移放大比进行了验证。结果表明,模型分析、有限元分析及实验的结果较吻合,证明了此微夹钳柔性机构以及建模方法的可行性和有效性。

    2019年04期 v.41;No.247 562-565页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K]
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  • 基于横向振动模式的压电元件研究

    靳遥;李永川;马腾;刘忠侠;

    为了解决大规模超声阵列中压电元件电阻抗匹配难度增加的问题,提出一种多层的基于横向振动模式的压电元件构造方法。利用压电陶瓷具有多种振动模式的特性,将基于厚度振动模式工作的压电元件转换为基于横向振动模式工作,在此过程中,压电元件振动方向不变,电极面积增加,间距减小从而其固定电容增加,电阻抗降低。该文提出了一种双层结构模式转换压电元件的构造方法,结合仿真分析,设计了基于横向振动模式压电元件,不进行阻抗匹配,其电阻抗降至约50Ω。

    2019年04期 v.41;No.247 566-569页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K]
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  • 基于加速度时域-斜率特征的多向行走识别算法

    刘宇;肖明朗;郭俊启;张旭;张泽欣;李瑶;方针;

    为了解决行人多向行走模式识别中实时性差和识别精度不高的问题,提出了一种基于加速度时域-斜率特征的多向行走识别算法,通过计算和分析z轴加速度波峰或波谷时刻行人运动方向加速度斜率大小,准确识别行人前进、后退、左移、右移多个方向的行走模式。结果表明,本算法能实时识别行人每一步行走模式,平均识别精度在96%以上。

    2019年04期 v.41;No.247 570-574页 [查看摘要][在线阅读][下载 1424K]
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  • 智能材料驱动的高速开关阀

    罗樟;朱玉川;

    高速开关阀作为未来液压控制阀发展的一个方向和研究热点,越来越受到研究者的重视。该文介绍了国内、外智能材料驱动的高速开关阀的研究现状,包括智能材料电-机转换器的类型及其微位移放大装置,以及磁致伸缩、压电叠堆、形状记忆合金与磁流体等智能材料驱动的高速开关阀,分析了各类智能材料驱动的高速开关阀的优缺点,得到了各类智能材料在高速开关阀上的应用特性。

    2019年04期 v.41;No.247 575-581页 [查看摘要][在线阅读][下载 2262K]
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  • 基于线性相控阵的金属损伤定量监测仿真研究

    王莉;刘国强;肖迎春;

    基于超声相控阵的偏转理论,研究了阵元间隔、阵元数目和偏转角度对合成波束指向性的影响,最终确定了线性相控阵的模型参数。进一步采用线性相控阵偏转波束对金属板中裂纹型损伤进行监测,实现了裂纹中心位置、裂纹空间方向和裂纹长度的准确监测,且其监测结果的相对误差均在5%以内。仿真监测结果表明,线性相控阵可对金属板损伤进行准确定量监测。

    2019年04期 v.41;No.247 582-585页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
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  • 超声自行走精密定位机构

    李闻钰;

    为了实现微型智能机器的自行走,设计了一个以压电结构为驱动的微型机器。对该结构的机械振动、压电耦合和行走速度等进行了研究。首先,根据自行走运动的需要对机械结构进行三维建模。然后,对机械结构进行模态分析,找出自行走所需要的伸长模态、弯曲模态和扭转模态。其次,为了使3种模态耦合共振实现行走,需要对机械结构的尺寸进行不断优化,使3种模态频率尽可能的相近,从而使模态更好的共振。最后,根据模型加工出实物,进行实验测试,通过不同的频率激励,对比得到的速度,找出使微型机器自行走的最佳频率。实验结果表明,在21.5 kHz激励下,可以使微型机器实现最大速度为8.8×10~(-2 )μm/s的行走速度。基本满足微型智能机器的稳定性,可控性等要求。

    2019年04期 v.41;No.247 586-589页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K]
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  • 直线超声马达研究进展

    张彦虎;曲建俊;

    简述了近十年来直线超声马达的研究进展,分析了超声马达在结构设计和摩擦驱动等方面的关键问题。分析表明,开发新型原理的超声马达方兴未艾,但接触型马达为目前直线马达的主要发展方向。本体结构简化、驱动性能增强、工作效率及稳定性提高,是超声马达结构设计时应考虑的目标和任务。但接触型直线马达正常工作过程就是定/动子间的高频冲击磨损过程,定动子间摩擦学设计至关重要。另外,装配预紧力、接触间隙和磨损过程等引起的非线性问题,在马达设计制造和使用维护中应给予关注。最后,探讨了马达使用性能及运行寿命的影响因素,并总结了直线超声马达工作过程中的能量损失缘由和噪声产生机理。

    2019年04期 v.41;No.247 590-595页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K]
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  • 一种控制力矩陀螺用双频驱动的超声电机

    唐洪权;潘松;陈雷;徐张凡;徐洪波;

    控制力矩陀螺的框架电机要求控制精度高,机械响应快,转速低,质量小,能适应高真空、高温差的工作环境。为满足上述需求,该文为控制力矩陀螺设计了一种异型模态超声电机,用以驱动力矩陀螺框架。并基于有限单元法计算及优化了样机外形尺寸,完成电机速度特性和负载特性的测试及优化。结果表明,该超声电机由超声电机定子、力矩陀螺转轴、基座组成。定子通过铰链固定于基座,弹簧机构对其施加预压力。超声电机质量25 g,最大输出扭矩0.04 N·m,满足控制力矩陀螺的使用要求。

    2019年04期 v.41;No.247 596-600+606页 [查看摘要][在线阅读][下载 2125K]
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  • 基于自适应阈值的行人惯性导航零速检测算法

    岑世欣;高振斌;于明;曾成;

    在基于微机电系统(MEMS)的行人惯性导航中零速区间检测算法是制约导航位置解算误差增长的重要因素。针对利用固定阈值实现零速检测算法在不同运动状态下存在检测适应性差的问题,根据行人步态特征以及周期性零速规律,以合加速度和合角速度为检测数据,提出了一种基于自适应阈值的零速检测算法。利用检测数据在运动状态下的动态特点及统计特征,根据获得的运动状态信息更新零速区间检测阈值,以适应在不同运动状态下实现准确的零速区间检测。实验表明,自适应阈值算法对零速区间可以进行精确检测,零速检测准确率达到98%。检测结果用于导航定位解算的误差率小于1.5%。

    2019年04期 v.41;No.247 601-606页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K]
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  • 基于可穿戴式MIMU的波峰-双阈值步数检测算法

    彭慧;向高军;方针;严隆辉;方海斌;

    惯性导航系统中,行人航迹推算(PDR)算法在位置解算中至关重要,其中步数统计准确程度直接影响行人的定位精度。针对传统波峰-阈值检测法存在伪波峰的影响,提出了一种基于可穿戴式微型惯性测量单元(MIMU)的波峰-双阈值步数检测算法,在行走过程中,对窗函数滤波后的合加速度进行波峰检测,并对波峰进行双阈值限定。检测到波峰满足高阈值时计为有效波峰,且相连波峰间出现低阈值时则计步成功,从而降低伪波峰对计步的影响,实现步数的精确检测。实验结果表明,当MIMU分别佩戴在多种位置时,行人多运动模式下计步精度为98%以上。

    2019年04期 v.41;No.247 607-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 1106K]
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  • 金属振动陀螺谐振子性能参数的分析与研究

    杨柳;杨勇;余波;谭文跃;方针;

    金属谐振子哥氏振动陀螺温度灵敏度高的原因是谐振子的品质因数(Q值)低。现代冶金技术可提供在温度变化时高稳定性和高Q值的合金,为实现高精度金属振动陀螺(CVG)打下了基础。通过从大量的合金材料中筛选符合金属振动陀螺要求的特殊材料进行研究与分析,并探讨了不同热处理工艺对材料性能、金属陀螺谐振子性能参数等的影响。实验结果表明,马氏体时效钢3J33对金属振动陀螺谐振子的性能参数优化有较好的效果。

    2019年04期 v.41;No.247 611-612页 [查看摘要][在线阅读][下载 539K]
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  • 电子产品可靠性评价与物理模型应用探讨

    支越;孙大鹏;王之哲;罗宏伟;

    该文以电子产品的故障为出发点,从集成电路-封装、集成电路-芯片、电路板(或线路板)、电子元件、系统和多系统的角度论述了不同任务环境下电子器件的故障机理特点。系统论述了故障模式、影响及危害性分析(FMECA)和故障模式、机理与影响分析(FMMEA)两种故障机理分析方法,同时结合低周疲劳、高周疲劳、裂纹萌生、反应论模型、芯片失效等失效机理对故障物理元模型进行分类讨论,对电子产品可靠性评价与物理模型应用进行了系统的探讨,为电子产品可靠性评价及失效物理评估模型的选取提供了依据。

    2019年04期 v.41;No.247 613-616页 [查看摘要][在线阅读][下载 118K]
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  • 欢迎订阅2019年《压电与声光》杂志

    <正>《压电与声光》杂志是由中国电子科技集团公司第二十六研究所主办、国内外公开发行的学术性与技术性综合科技期刊。国内统一刊号:CN 50—1091/TN;国际标准刊号:ISSN 1004—2474;国际刊名代码(CODEN):YASHE7。双月刊,大16开,160页,双月出版。每册单价20.00元(人民币),全年120.00元。《压电与声光》是全国中文核心期刊(GCJC);Elsevier Scopus数据库收录期刊;美国《化学文摘》(CA)收录期刊;日本《科学技术文献速报》(JICST)收录期刊;波兰《哥白尼索引》(IC)收录期刊;中国科技论文统计

    2019年04期 v.41;No.247 617页 [查看摘要][在线阅读][下载 51K]
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