基于压电式传感器的平台振动监测装置研制
发布时间：2020-12-18 05:56
振动监测技术作为一种重要的状态监测技术,它是基于设备运行过程中振动状态参数,结合故障和算法诊断的手段,从而评估设备的健康状态。光学平台广泛应用于光学实验测试,作用于承载光学仪器以及隔离环境振动的实验平台。光学平台的固有频率,传输速率和隔振频率范围的隔振性能直接影响光学平台的准确性和可靠性。因此,对光学隔振平台进行振动的监测具有重大的意义。本论文利用PVDF压电薄膜传感器作为装置的敏感单元,研制针对于光学平台振动监测的装置。本论文的研究目的是放大光学平台振动所产生的微弱电荷信号,并将处理后的信号输入微处理器进行A/D转换。通过特性判断出频率测量范围,拟合出电压与振动强度的函数关系,利用函数关系将检测到的电压峰值推算敏感单元受到的动态应力,从而判断环境对光学平台产生的振动强度。在本论文中使用了PVDF压电薄膜传感器作为敏感单元,PVDF压电膜具有低频响应好,质量轻,灵敏度高,稳定性高等特点。本论文中设计了信号调理电路,包括有电荷电压转换模块、电压放大模块、低通滤波模块,工频陷波模块以及过载指示模块。数字信号采集模块利用STM32F103VET6微处理器的A/D转换功能,设计最小系统。本论文...
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVDF压电薄膜传感器Fig.2-5PVDFpiezoelectricfilmsensor
图 2-6 PVDF 压电薄膜频率与灵敏度曲线Fig.2-6 PVDF piezoelectric film frequency and sensitivity curveLDT0-028K 型号的 PVDF 压电薄膜传感器的频率响应范围在 0.1Hz~78HzHz 以上可以看出随着频率的变化有明显的电压上升。频率范围在 0.1Hz~7，振动产生的电荷与外界给到的动态应力大小有关，和频率无关。因此利Hz~78Hz 频率范围内实现对光学平台振动监测。综上所述，该系统装置的设计指标为能够测量 0.1Hz~78Hz 范围内的光学平动监测。5 本章小结在本章中，我们主要解释压电材料正反压电效应的工作原理。压电材料的以及每个压电材料所具备的特性，并且详细表述了压电方程与 PVDF 压电材压变原理。本章给出了振动监测装置的原理分析和设计，其中对于微弱的压
第 3 章 信号调理电路的设计信号，然后放大、滤波和处理低阻抗输出信号。电荷转换为电压电有两个，分别为阻抗匹配和电荷电压的转换。了保证 PVDF 压电薄膜能够输出有效的电荷信号能保持不变，电荷路采用电容形式的负反馈电路，其中具体的电路是以积分电路的形荷的转换。VDF 压电薄膜作为一个电荷产生器件，产生的电荷会在电极表面聚集此电荷转换为电压电路设计一个放电回路很有必要。考虑到电缆的，减少零漂的同时增加运算放大器的稳定性，在反馈电容的两端并电阻很有必要，这样可以提高电荷的直流反馈。电荷电压转换电路与膜的连接方式如图 3-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多铁性陶瓷BiFeO3-PbTiO3-BaTiO3的介电、压电及其老化性能研究[J]. 宁海霞,侯现博,于剑. 稀有金属材料与工程. 2016(05)
[2]舰载多管火箭振动控制方法研究[J]. 辛松,芮筱亭,王国平,张建书,杨富锋. 南京理工大学学报. 2015(01)
[3]石英晶体微天平的研究进展综述[J]. 陈超杰,蒋海峰. 传感器与微系统. 2014(05)
[4]STM32F103系列微控制器在应用编程技术研究[J]. 徐洋,马跃. 单片机与嵌入式系统应用. 2013(08)
[5]PVDF压力传感器标定及在激光推进实验中的应用[J]. 崔村燕,洪延姬,李修乾,何国强. 爆炸与冲击. 2011(01)
[6]压电效应及其在材料方面的应用[J]. 阎瑾瑜. 数字技术与应用. 2011(01)
[7]低速重载机械的状态监测与故障诊断探索[J]. 韦威. 硅谷. 2010(08)
[8]基于PVDF的三维机器人触觉传感器有限元分析[J]. 陈卫东,董艳茹,朱奇光,李宝霞. 传感技术学报. 2010(03)
[9]基于LabVIEW的压电加速度传感器性能分析测试系统[J]. 范福玲,韩建勋. 仪表技术与传感器. 2009(01)
[10]基于PVDF压电薄膜的脉搏测量系统研究[J]. 舒方法,石俊. 压电与声光. 2008(01)
博士论文
[1]高精度光杠杆式微加速度计的研究[D]. 刘晓旻.浙江大学 2007
硕士论文
[1]基于FBG传感器的振动检测系统开发与实现[D]. 葛婉宁.山东大学 2017
[2]风力发电机组齿轮箱振动监测与故障诊断方法研究[D]. 封新建.东北电力大学 2017
[3]不同结构特征悬臂梁的振动影响实验研究[D]. 刘爱民.广东工业大学 2017
[4]水电机组振动监测与故障诊断系统设计与实现[D]. 卢魏.华中科技大学 2016
[5]基于无线传感器网络的振动监测系统[D]. 车骏.西安电子科技大学 2015
[6]轨道不平顺作用下高速列车运行舒适性分析[D]. 谢齐.大连理工大学 2014
[7]飞机发动机振动检测设备标定装置的研发[D]. 朱宇川.武汉理工大学 2013
[8]人体脉搏信号的采集与分析[D]. 孙霞.哈尔滨理工大学 2009
[9]基于LabVIEW的大型旋转机械趋势分析与状态监测系统的研究与应用[D]. 陈印梅.武汉科技大学 2006
[10]大型旋转机械振动监测系统的研究[D]. 楼建忠.浙江大学 2005
本文编号：2923484
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVDF压电薄膜传感器Fig.2-5PVDFpiezoelectricfilmsensor
图 2-6 PVDF 压电薄膜频率与灵敏度曲线Fig.2-6 PVDF piezoelectric film frequency and sensitivity curveLDT0-028K 型号的 PVDF 压电薄膜传感器的频率响应范围在 0.1Hz~78HzHz 以上可以看出随着频率的变化有明显的电压上升。频率范围在 0.1Hz~7，振动产生的电荷与外界给到的动态应力大小有关，和频率无关。因此利Hz~78Hz 频率范围内实现对光学平台振动监测。综上所述，该系统装置的设计指标为能够测量 0.1Hz~78Hz 范围内的光学平动监测。5 本章小结在本章中，我们主要解释压电材料正反压电效应的工作原理。压电材料的以及每个压电材料所具备的特性，并且详细表述了压电方程与 PVDF 压电材压变原理。本章给出了振动监测装置的原理分析和设计，其中对于微弱的压
第 3 章 信号调理电路的设计信号，然后放大、滤波和处理低阻抗输出信号。电荷转换为电压电有两个，分别为阻抗匹配和电荷电压的转换。了保证 PVDF 压电薄膜能够输出有效的电荷信号能保持不变，电荷路采用电容形式的负反馈电路，其中具体的电路是以积分电路的形荷的转换。VDF 压电薄膜作为一个电荷产生器件，产生的电荷会在电极表面聚集此电荷转换为电压电路设计一个放电回路很有必要。考虑到电缆的，减少零漂的同时增加运算放大器的稳定性，在反馈电容的两端并电阻很有必要，这样可以提高电荷的直流反馈。电荷电压转换电路与膜的连接方式如图 3-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多铁性陶瓷BiFeO3-PbTiO3-BaTiO3的介电、压电及其老化性能研究[J]. 宁海霞,侯现博,于剑. 稀有金属材料与工程. 2016(05)
[2]舰载多管火箭振动控制方法研究[J]. 辛松,芮筱亭,王国平,张建书,杨富锋. 南京理工大学学报. 2015(01)
[3]石英晶体微天平的研究进展综述[J]. 陈超杰,蒋海峰. 传感器与微系统. 2014(05)
[4]STM32F103系列微控制器在应用编程技术研究[J]. 徐洋,马跃. 单片机与嵌入式系统应用. 2013(08)
[5]PVDF压力传感器标定及在激光推进实验中的应用[J]. 崔村燕,洪延姬,李修乾,何国强. 爆炸与冲击. 2011(01)
[6]压电效应及其在材料方面的应用[J]. 阎瑾瑜. 数字技术与应用. 2011(01)
[7]低速重载机械的状态监测与故障诊断探索[J]. 韦威. 硅谷. 2010(08)
[8]基于PVDF的三维机器人触觉传感器有限元分析[J]. 陈卫东,董艳茹,朱奇光,李宝霞. 传感技术学报. 2010(03)
[9]基于LabVIEW的压电加速度传感器性能分析测试系统[J]. 范福玲,韩建勋. 仪表技术与传感器. 2009(01)
[10]基于PVDF压电薄膜的脉搏测量系统研究[J]. 舒方法,石俊. 压电与声光. 2008(01)
博士论文
[1]高精度光杠杆式微加速度计的研究[D]. 刘晓旻.浙江大学 2007
硕士论文
[1]基于FBG传感器的振动检测系统开发与实现[D]. 葛婉宁.山东大学 2017
[2]风力发电机组齿轮箱振动监测与故障诊断方法研究[D]. 封新建.东北电力大学 2017
[3]不同结构特征悬臂梁的振动影响实验研究[D]. 刘爱民.广东工业大学 2017
[4]水电机组振动监测与故障诊断系统设计与实现[D]. 卢魏.华中科技大学 2016
[5]基于无线传感器网络的振动监测系统[D]. 车骏.西安电子科技大学 2015
[6]轨道不平顺作用下高速列车运行舒适性分析[D]. 谢齐.大连理工大学 2014
[7]飞机发动机振动检测设备标定装置的研发[D]. 朱宇川.武汉理工大学 2013
[8]人体脉搏信号的采集与分析[D]. 孙霞.哈尔滨理工大学 2009
[9]基于LabVIEW的大型旋转机械趋势分析与状态监测系统的研究与应用[D]. 陈印梅.武汉科技大学 2006
[10]大型旋转机械振动监测系统的研究[D]. 楼建忠.浙江大学 2005
本文编号：2923484
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