挠性加速度计石英摆片的微运动仿真分析

加速度计石英摆片的微运动仿真分析可以获取帮助提高石英挠性加速度计生产质量的技术手段和途径。从加速度计石英摆片的物理模型入手,用有限元方法对摆式加速度计的关键部件石英摆片进行静力计算与模态分析,直观地显示了石英摆片结构的应力场与形变场,获得了各阶自然频率和阵型。结果表明：采用有限元分析的方法能够辅助提高加速计的性能。     

双幅正弦波激励频移法的压电石英传感器用于测定凝血时间

快速凝血检测技术在医学诊断领域具有重要应用价值，为了降低样本加入过程的扰动，文章开发了一种双幅激励的压电石英体新型凝血监测系统。该系统采用两种振幅正弦波分别对压电石英体进行激励，通过快速扫频技术测得其在不同激励电压下的谐振频率，所获得的频率差作为测量信号与液体粘度存在良好的线性关系。在血液凝固过程中，介质粘度会发生显著变化，压电石英体双幅频移信号可实现对血液凝固过程的实时动态监测。采用直径8 mm（电极直径3 mm）、基频10 MHz小型镀钛石英晶体设计出一次性微流控PQC检测片，成功用于微滴（15μL）毛细自动进样凝血过程的监测。对比传统单振幅激励PQC血凝监测系统，压电石英体双幅频移监测系统具有灵敏度高、重现性好的优势。使用该系统与商用电化学凝血仪分别对血样凝血时间进行了检测，结果显示两者数据具有很好的相关性。     

石英晶体参数测量的数字鉴相系统

石英晶体做为高精度频率源的核心部件被广泛应用于各个领域,对于高精度的石英晶体谐振频率的测量需要进行精确稳定的相位差检测;为了提高相位差测量精度,研究了高精度的数字鉴相方法,该方法可以提高π网络零相位法的检测精度,并且在鉴相的同时实现鉴频和鉴幅,可以利用鉴频提高鉴相的精度,利用鉴幅加快π网络检测速度;为了验证数字鉴相方法的有效性,研制了基于DSP的石英晶体参数测量π网络零相位法系统,利用该系统检测石英晶体的谐振频率,检测误差达到2PPM。     

基于AD9833的ZPW-2000R移频测试信号研究

ZPW-2000R移频自动闭塞系统是我国主推的国产新型自动闭塞系统。在此闭塞系统接收机模块的质量测试过程中,测试系统需要提供双路频率、幅值可调的高精度移频信号。本系统通过主控芯片TMS320F2812的SPI和GPIO模拟的SPI控制两片DDS芯片AD9833产生频率可调的移频信号。为了实现信号的幅值可调,本系统将AD9833输出的测试信号经高精度运算放大器进行幅值放大后输入至数模转换芯片AD7521中,通过GPIO口对AD7521的数字输入口的控制实现信号的幅值连续可调。经实验验证,本系统所产生的双路移频测试信号精度高,波形平滑稳定,从而提高了自动闭塞系统接收机模块测试的可信度。     

用相关滤波法测量系统的频率特性

主要讨论利用相关滤波法测量系统频率特性的实施方案。其特点是集模拟和数字技术之优点,整个系统比较简单,能快速以数字形式给出被测系统的幅一频特竹和相一频特性。     

石英伺服加速度计动态特性的电激励测试法

用电激法测试加速度计动态特性不仅克服了振动合法的不足处,而且也易与计算机配合构成自测系统.但使用条件和适用范围不容忽视,经过研究,将所得结果运用于笔者所研制的石英伺服加速度计中,给出了一种实用方案.1 石英伺服加速度计的结构与运行过程石英伺服加速度计的结构原理见图1.由敏感轴输入的加速度信号引起石英摆片绕挠性     

多频多段人体生物电阻抗测量系统

人体生物电阻抗是人体体成分的重要组成部分,在一定程度上反映了人体组织的生理状况。基于此,设计了一套基于八电极的多频多段人体生物电阻抗测量系统。测量系统由单片机系统、正弦交流激励电流源、有效值检测电路等组成,实现了5～500 kHz频率范围的左右上下肢及躯干的5段测量。测试结果表明,测量系统实现了人体生物电阻抗的幅值和相位的高精度测量,幅值相对误差小于0.7%,相位绝对误差小于0.8°。     

测量小温差的石英数字传感器研究

一种测量小温差的石英数字式传感器,利用+5°Y切型石英晶片作为感温的10MHz振荡器敏感元件,利用AT切型石英晶体作为参考振荡器,差频后的信号作为数字传感器输出,其灵敏度达到0.001℃,经多段插值线性化后,测量3℃温差的误差<0.008℃。     

光纤束传感器测量轴系扭转振动的研究

介绍了一种运用光纤束传感器结合双条纹编码盘、测量轴系扭振的系统.论述了该测量系统的实现原理、系统构成、采样时间对扭振测量精度的影响,以及系统误差.将该系统在某型号航空设备上进行模拟实验,验证了该测量系统具备高精度、安装方便、抗干扰能力强等优点,对于回转机械的扭振检测和故障诊断具有很好的实用价值.     

车轮定位参数微辅助测量系统

介绍一种新型汽车车轮定位参数的微机测量系统。该系统采用8031单片微机为主机，可完成车轮定位参数、转向轮最大转角、方向盘转角范围及自由行程的自动测量及显示、打印输出；绘制阿克曼特性曲线和转向系角传动比特性曲线，还可对轮辋及夹角“摆差”进行自动补偿。     

分布式拉杆转子扭转振动系统动力学特性分析

为了更好的提高能源利用率,以新兴、高效的分布式拉杆转子系统为代表的燃气轮机与蒸汽轮机联合发电技术在电力部门得到快速发展.本文主要研究了分布式拉杆转子系统扭转振动的非线性动力学特性,通过等效简化等方法建立了分布式拉杆转子系统扭转振动方程.利用平均法获得动力学方程解析解和系统扭转振动幅频曲线,进一步研究了其周期解的稳定特性,并发现系统阻尼,立方刚度和外激频率等参数对其影响规律.本文的分析结果对燃气轮机转子系统动力学设计具有一定的指导意义.     

Dynamic analysis of torsional resonance mode of atomic force microscopy and its application to in-plane surface property extraction

In the torsional resonance (TR) mode of atomic force microscopy (AFM), the changes in the torsion-related dynamic characteristics of a tip–cantilever system due to in-plane (lateral) tip–sample interaction are used for surface property imaging. This paper investigates the fundamental dynamics of a tip–cantilever system when it is operated in TR mode, with or without tip–sample interaction. With the actual location of the tip on the cantilever taken into consideration, modal analysis is carried out to obtain the cantilever TR frequencies/mode shapes under linear elastic tip–sample interaction. The relations of lateral contact stiffness and viscosity to torsional amplitude/phase shift are established. A comprehensive understanding on the effects of lateral contact stiffness and viscosity, driving frequency, and tip location on the cantilever torsional amplitude/phase shift is achieved by parametric analysis. The basic methodology to extract in-plane surface properties in TR mode is described. This work will help in advancing the development and applications of the techniques and instruments using TR mode of AFM.     

Numerical study of the viscous flow in oscillatory spherical annuli

The method of fractional steps is applied for investigating the viscous flow field in the oscillatory spherical annuli. The numerical solution obtained enlarges the intervals of the frequency parameter M and amplitude of the torsional oscillations ε in comparison with known solutions. Typical flow fields are shown graphically.     

单侧主缆刚度损伤悬索桥的模态分析及1∶1内共振

悬索桥缆索在长期服役状态下损伤很难避免,单侧主缆刚度损伤会使系统出现主梁竖弯与扭转自由度间的耦合,这可能会进一步对悬索桥的模态和大振幅下的非线性响应造成影响.为此,建立了考虑单侧主缆刚度受损的七自由度悬索桥横截面模型,模态分析发现单侧主缆刚度损伤会使得系统前两阶固有频率曲线由交叉变为跃迁,导致两个本身相互独立的模态发生耦合.以此为基础,考虑悬索桥主缆刚度有损伤和未损伤两种工况,运用拓展的增量谐波平衡法(EIHB)计算系统在内共振条件下的非线性振动.研究结果表明：单侧主缆刚度有损伤的悬索桥在外部简谐激励下发生1:1内共振,系统能量表现出明显的转移现象;竖向和扭转简谐激励下,有损伤的悬索桥较未损伤工况响应幅值有所减小,但出现了两个共振响应峰值,对激励频率更为敏感.数值结果与利用Runge-Kutta法计算得到的结果吻合一致,验证了EIHB法的准确性.     

陀螺寻北仪阻尼步进限幅法

为提高摆式陀螺寻北仪的限幅效率,在步进迭代法的基础上提出了阻尼步进限幅法.首先分析了步进迭代法的两个关键点:步进迭代以及撞边情况的处理;然后详细地叙述了阻尼步进限幅法在撞边情况处理的新方案并给出了新方法的实现算法;最后通过对步进迭代法与阻尼步进限幅法的对比仿真,验证了阻尼步进限幅法的限幅效率比步进迭代法的限幅效率高的结论.阻尼步进限幅法不需要增加已有的陀螺寻北仪的机械结构,只需要对系统的控制程序进行更改即可投入工程使用.     

Modeling of an electrostatic torsional micromirror for laser projection system

This paper presents the Simulink model of a new 2D torsional scanning micromirror. This micro-opto-electro-mechanical-system (MOEMS) is very important towards the integration into a system on a package of a complete laser projection system. Modeling and simulation of the MOEMS is a key point for the development of the proper micromirror electronic conditioning interface thus reducing time to market and production costs. In literature, there are not exhaustive examples of complete characterizations of 2D torsional scanning micromirrors. The aim of this work is to develop a Simulink model which incorporates the main mechanical and electrostatic parameters of the sensor such as the resonance frequency, the torsional constant and capacitance versus rotation angle characteristic. This model has been successfully verified via experimental measurements and it proved his effectiveness in the development of the relevant electronic conditioning circuitry.     

摆式惯性传感器机械零偏测量方法研究

机械零偏的测量是摆式惯性传感器研制过程中的一个关键问题.本文基于电容检测技术,提出了一种测量摆式惯性传感器机械零偏的方法,并且对测量误差同重力等效弹性系数与摆式惯性传感器簧片弹性系数之比的关系进行了深入的讨论,得到了相对误差取决于这两个弹性系数之比的平方(属于二阶小量)的结论.这种方法操作简便,能够快速精确地测定摆式惯性传感器的机械零偏.     

Topology optimization of head suspension assemblies using modal participation factor for mode tracking

A method of mode tracking based on modal participation factor (MPF) is developed and integrated into topology optimization of head suspension assemblies (HSAs). This method is devised to track the lowest torsional and the lowest sway frequencies, which are maximized as design goals for suspension assembly. Topology optimization based on this method is successfully used to find optimum designs for maximum torsional frequency, maximum sway frequency, or maximum both goals. The resulting topology images are then interpreted and reduced into physical form with three thickness levels among which reduced thickness helps improve the lowest torsional frequency.     

摆式加速度计零偏测量中安装误差的分析

在利用精密分度头测量摆式加速度计的零偏过程中,安装误差是一项主要误差。计算结果表明:若分度头盘面与重力方向之间存在夹角,且摆式加速度计的摆轴与分度头转轴之间存在夹角ψ,则由这2个安装角度误差所引起的零偏测量误差为ψg(其中,g为重力加速度)。这一结果对零偏测量实验中的安装操作具有重要的指导意义。     

相交轴转子系统当量化建模与扭振响应分析

齿轮联结的相交轴转子系统具有转子不同体、不同速、不同轴线等结构特点,使其动力学建模异于常规转子系统,论文采用当量化建模方法,将相交轴转子系统转化为同转速、同轴线的转子系统并建立动力学模型,通过与已有研究对比验证了文中基于DyRoBeS当量化建模方法的有效性.以相交轴齿轮联结转子系统典型结构——某型直升机尾传动系统为研究对象,建立了当量化转子系统动力学模型,分析了系统各阶扭振临界转速及其组成、联结齿轮啮合刚度对扭振的影响、联结齿轮转动惯量对系统临界转速的影响,结果表明:传动系统第1、2阶临界转速为派生临界转速,其余8阶均源于各组成轴;中、尾减啮合刚度值与扭振的各阶共振峰值存在映射关系,部分啮合刚度值会激发共振极大值,应尽量避免;中、尾减啮合刚度变化会引发系统临界转速的变化,尤其是第1、2阶临界转速;不同阶临界转速对各个联结齿轮转动惯量的敏感性亦不同.论文从转子动力学角度研究了齿轮联结的相交轴转子系统的动力学特性,可为此类转子系统的结构优化设计及运行维护提供理论依据.