现代精密测量中的压电生物传感器

压电效应与现代生物技术相结合产生的压电生物传感器在微量物质的精确测定方面具有很大的潜力，这种传顺不但体积小，重量轻，而且灵敏度高，准确性好，是一项很有前途的精密测量技术，简要介绍了压电生物传感器的基本原理，结构和应用。     

CZ14型压电加速度传感器动态仿真及机电耦合分析

目前，在进行压电加速度传感器的设计时，多数仍是利用简化的力学公式进行粗略计算，然后通过试验修正参数，即产品的最终定型以试验数据为依据。这种公式加多次试制验证的设计方法，使产品开发周期较长，产品的质量也难以提高。而利用CAD／CAE技术，则可以对传感器的结构进行精确的参数化设计，对应力场的分布状况和变形状态、压电材料所具有的力学变形和电场的耦合机电效应作较全面的了解，为传感器的设计提供可靠、有效的手段。基于有限元方法对CZ14型压电加速度传感器动态特性进行了数值分析，包括模态分析、谐响应分析，同时考虑压电材料的耦合效应，考察传感器结构的合理性，预估结构参数对传感器动态特性的影响，从而用以指导和改进传感器的结构设计。     

微型红外线传感技术的最新发展

综述了红外传感器技术的最新发展，由于应用了薄膜型红外探测器，衍射光学聚光镜和共振压电斩波器，红外传感器实现了微型化，在许多领域中获得了广泛的应用。     

双层压电结构超声波传感器的研究

为获得三频或宽频超声波传感器，本文提出了一种新型双层压电结构超声波传感器，文中从理论上分析研究了电容对其频率特性控制的原理，同时，在２ＭＨｚ频率范围进行了实测验证，理论与实测结果吻合较好。     

用埋入式光纤传感器探测建筑结构中的声发射

声发射技术已经应用于金属和混凝土结构中,作为探测内部裂缝的一种无损检测方法。目前用的技术都是由压电换能器来采集声发射信号。讨论了基于用光纤技术的声发射传感器的开发和测量方法。它是用埋入式光纤传感器来监测类似桥梁、高速公路、隧道和房屋建筑等混凝土结构中的开裂信号。     

压电免疫传感器原理及分析

本文介绍了压电免疫传感器的基本原理,分析了压电免疫传感系统的关键技术,文章还综合比较了基于体波（ＢＡＷ）,声表面波（ＳＡＷ）,声板波（ＰＡＷ）,乐甫波（ＬＡＷ）等振动原理的压电免疫传感器的特点和性质,并对其临床应用价值及前景进行了评估。     

敏感材料和固态传感器的发展

木文介绍当前敏感材料和固态传感器发展的情况．新型敏感材料和新工艺的出现，使传感器不断趋向于微型化、智能化，而且性能也愈来愈好．固态传感器是当前主要发展方向．文中介绍了半导体传感器、固体陶瓷传感器、功能有机薄膜传感器、光纤传感器、表面波传感器和复合敏感材料传感器等方面的发展．在半导体传感器中着重介绍当前新兴的微机械加工技术和利用微机械加工技术及大规模集成电路技术发展出的智能传感器．     

用于矢量水听器的低频高灵敏度层合梁加速度传感器

压电加速度传感器是同振型矢量水听器的核心部件。为了满足低频高灵敏度矢量水听器的应用需求,提出并研究一种具有层合梁结构的低频高灵敏度加速度传感器。结合弹性力学和压电方程推导层合梁加速度传感器的加速度灵敏度解析解表达式,通过有限元仿真对层合梁加速度传感器尺寸进行优化,给出优化后的尺寸范围。从优化的尺寸范围中选取两种不同尺寸进行加速度传感器振动特性的仿真分析及实物制作(其中压电材料为PZT-5)与性能测试。仿真与测试结果均表明,相比已有的同尺寸金属梁加速度传感器,层合梁加速度传感器可以有效降低谐振频率并提升加速度灵敏度。当压电层厚度为0.5 mm时,加速度灵敏度最大提升3.9 dB,谐振频率下降23%。测试结果与理论分析相符。      

压电免疫传感器的设计及应用

压电免疫传感器作为一种新型生物传感器,是利用压电元件的质量敏感性质,结合生物免疫识别特性而形成的一种自动化分析检测传感器,它可对钦种抗原或抗体进行的定量测定,并可有于反应动力学的研究,具有高特异性、高灵敏度、响应快、小型简便等特点。本文利用石英晶体产生体波厚度剪切振动模式,由双通道系统进行频率变化的测定。采用氨基硅烷膜固定抗体来定量检测溶液中人体免疫球蛋白Ｉdisplay status     

集成传感器接口电路设计实现

本文介绍了一种MOS-BJT复合结构集成传感器接口电路的设计和实现结果。该接口电路输入阻抗高,频响宽（大于7MHz）,特别适用具有“有源栅”结构的压电、热电、离子敏等集成传感器应用。     

Dynamic Modeling and Analysis of Wind Turbine Blade of Piezoelectric Plate Shell

This paper presents a theoretical analysis of vibration control technology of wind turbine blades made of piezoelectric intelligent structures. The design of the blade structure, which is made from piezoelectric material, is approximately equivalent to a flat shell structure. The differential equations of piezoelectric shallow shells for vibration control are derived based on piezoelectric laminated shell theory. On this basis, wind turbine blades are simplified as elastic piezoelectric laminated shells. We establish the electromechanical coupling system dynamic model of intelligent structures and the dynamic equation of composite piezoelectric flat shell structures by analyzing simulations of active vibration control. Simulation results show that, under wind load, blade vibration is reduced upon applying the control voltage.     

Formation of photonic crystals using elastic waves amplified by the double frequency electromagnetic field

A technology is proposed for forming acoustic-wave photonic ferroelectric crystals without using photolithography. The technology is based on amplification of acoustic waves by the pumping with the double-frequency electromagnetic field. This approach allows excitation of the piezoelectric transducer in the gigahertz range by low-power radio pulses that reduces the breakdown danger for the piezoelectric layer which is only few micrometers thick or even thinner.     

Piezoelectrics based on a hybrid of piezoelectric matrix nano- and microcomposites

The physics and technology of a new class of efficient composite piezoelectrics are described. This material combines nanostructured and micropiezoelectric matrix composites. They consist of a polymer matrix, an insulating nanodimensional phase, and a microdimensional piezoelectric phase. It is shown that the nanostructuring of the near-surface region of polymer-PZT piezoelectric composites greatly improves their piezoelectric, mechanical, and electromechanical characteristics. A plausible mechanism underlying this effect is suggested.     

线性加速度计在压电陀螺卡尔曼滤波技术中的应用

针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明:采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005(°).s-1/槡Hz降低到0.001 25(°).s-1/槡Hz,提高了光电平台的稳定精度。     

性能可调的纵向振动圆锥形超声变幅杆*

提出了一种基于压电效应的性能可调纵向振动圆锥形超声变幅杆,并对其振动性能进行了研究。该变幅杆由传统的圆锥形超声变幅杆和压电陶瓷材料组合而成。论文研究了圆锥变幅杆中压电陶瓷材料的厚度、位置以及电阻抗的改变对变幅杆性能参数的影响,并进行了数值模拟仿真及实验验证。结果表明,通过改变压电陶瓷材料的厚度、位置和电阻抗值,可以实现变幅杆共振频率和位移放大系数的改变。理论计算结果与数值模拟值和实验测试值符合得很好。     

ZnO薄膜硅微压电矢量水听器

提出了一种基于ZnO压电薄膜的硅微压电矢量水听器,其核心部件是利用微电子机械系统(MEMS)技术制作的悬臂梁结构压电加速度计。由近似解析和有限元分析,得出加速度计的灵敏度和谐振频率,并在此基础上对其进行了优化设计。研制了MEMS压电加速度计,并装配后构成MEMS矢量水听器。测试结果表明:加速度灵敏度在20~1,200 Hz范围内约为0.83 mV/(m/s2)。经过液柱法测量,在1 kHz时,MEMS矢量水听器等效声压灵敏度为-229.5 dB (ref.1V/μPa),比同类型压阻式MEMS矢量水听器的灵敏度高17 dB以上。      

线性加速度计在压电陀螺卡尔曼滤波技术中的应用

针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明：采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005（°）.s-1/槡Hz降低到0.001 25（°）.s-1/槡Hz,提高了光电平台的稳定精度。     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜的压电行为

"采用溶胶-凝胶技术在单晶硅Si(111)上制备了ZnO压电薄膜,并以扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)进行了表征．XRD衍射实验表明ZnO薄膜随着膜厚的增大,其(002)取向逐渐增强;AFM研究了薄膜的表面形貌、粗糙度与晶粒大小的结果表明,ZnO压电薄膜的粗糙度与晶粒寸随着薄膜厚度的增大而减小．粗糙度为2.188~0.914 nm．利用PFM研究压电系数,发现随着薄膜厚度的增加,(002)生长方向增强,压电系数逐渐增大;当力参数小于薄膜的表面粗糙度时,压电系数测量不准确且在较大幅度     

钛酸铋钠无铅压电陶瓷的研究进展

本文简要介绍了研究无铅压电陶瓷材料的必要性,从Bi_0.5Na_0.5TiO₃压电陶瓷材料的结构、改进机理、剩余极化强度、矫顽场和制备工艺等角度出发,论述了Bi_0.5Na_0.5TiO₃无铅压电陶瓷材料的不足和亟待解决的基本问题。综述了Bi_0.5Na_0.5TiO₃无铅压电陶瓷研究的新方法和新工艺,即改进Bi_0.5Na_0.5TiO₃的一些最新理论设想、实验成果和工艺步骤,以企本文对国内外相关研究者有所裨益。     

Multimode shunt damping of piezoelectric smart panel for noise reduction

Multimode shunt damping of piezoelectric smart panel is studied for noise reduction. Piezoelectric smart panel is a plate structure on which a piezoelectric patch is attached with an electrical shunt circuit. When an incidence sound is impinged on the panel structure, the structure vibrates and the attached piezoelectric patch produces an electrical energy, which can be effectively dissipated as heat via the electrical shunt circuit. Since the energy dissipation strongly depends on the vibration mode of the panel structure, many patches are required for multiple vibration modes. Instead of using multiple piezoelectric patches, a single piezoelectric patch is used in conjunction with a blocked shunt circuit for multimode shunt damping. Modeling, shunt parameter tuning, and implementation of the blocked shunt circuit along with an acoustic test of the panel are explained. A remarkable reduction of the transmitted noise was achieved for multiple modes of the panel. Since this technology has many merits in terms of compactness, low cost, robustness, and ease of installation, practical applications in many noise problems can be anticipated.