PVDF压力传感器标定及在激光推进实验中的应用

详细介绍了PVDF压力传感器的设计方法和2个等效测量电路.利用SHPB系统对PVDF压力传感器的动态灵敏度进行了标定,结果显示,不同并联电阻对于PVDF压力传感器动态灵敏度的影响不大,但对脉冲推力上升时间的测量结果有影响,选择较小的并联电阻可以获得更逼真的测试信号.     

小比距离密闭空腔爆炸爆后气体温度和压力测量技术研究

为实现空腔爆炸温度、压力变化趋势的准确测量，基于铠装K型热电偶和压力变送器，建立密闭空腔爆后气体温度、压力测量系统。设计密封隔热防护装置，将传感器的敏感端与信号调理模块分别安装在两个密封腔内，有效提高了传感器在大当量爆炸冲击条件下的存活率。在0.86 m/kg1/3比距离密闭空腔大当量爆炸条件下，对传感器及防护装置的性能进行考核验证，爆后测量采集到了有效的气体温度及压力变化历程，且传感器状态能够最终恢复至正常状态。测试结果表明，使用密封隔热安装的K型热电偶和压力变送器可以满足小比距离密闭空腔爆后气体静态温度、压力测量需求。     

压力阶跃在刚性直管段中传输时流量波传输特性的实验研究

本实验使用热线探头和压力传感器,测量了压力阶跃通过刚性直管段时流量和压力的瞬态波形.实验结果表明流量波的传输规律与文献的理论结果基本一致.     

PVDF压力传感器的冲击压电特性研究

PVDF薄膜是一种新型的聚合物压电材料.为了研究PVDF薄膜在低压和一维应变下的压电特性,利用立式Hopkinson压杆和一级轻气炮标定了自研制PVDF压力传感器的压电曲线,实验表明该应力传感器频响高,波形稳定,线性度良好,拟合灵敏度系数K值在0～20MPa和100～450MPa压力范围分别为14.96pC/N和11.9pC/N,可以基本满足动态冲击应力测试的要求.但由于PVDF薄膜的系数K受多方面的影响,定量分析有相当难度,建议使用跟实际工作状况相近的标定K值.     

PVDF压电薄膜在应力波测量中的应用

综合介绍了PVDF压力传感器的测试原理、动态标定实验，并采用定制的PVDF压力传感器测量了不同类型分层介质在冲击载荷作用下的压力衰减，说明了PVDF压力传感器在压力测量中有着很好的前景．     

爆炸容器内小药量实验动态标定压力传感器

在爆炸容器中进行小药量空中爆炸实验, 利用传感器序列测量冲击波速度, 根据冲击波Rankine-Hugoniot关系获得测点近似理论峰值压力, 从而实现压力传感器的标定, 获得的灵敏度相对误差较小。同时测量了相应的冲击波参数, 并利用Modified-Friedlander公式进行数据后处理, 结果表明固定超压拟合更接近物理事实, 固定正相时间拟合也具有较高精度。最后进行了误差分析, 发现不同传感器特性及数据后处理方法都会带来一定误差。实验结果表明这种测量和后处理方法具有较高的精度, 可以同时标定传感器和测量冲击波参数。     

炸药爆破冲击波压力的测量

正确测量小药量炸药爆炸的压力是研究工程防护能力,评价试验结果的重要手段。目前BPR压力传感器广泛运用于化爆压力测量中。BPR-2型压力传感器自振频率为25-37KHz,对于测量正压作用时间为10ms的冲击波压力还是可以胜任的。但目前与之配套的应变仪和光线示波器记录系统频率响应只有1KHz左右,这给测量带来较大的误差。     

压力传感器中压力阶跃的传播特性与稳定时间分析

本文对压力阶跃在压力传感器中的传播特性作了进一步的分析与讨论,並且提出了压力阶跃在压力传感器中传播所需的稳定时间与测量精度之间的关系,这为压力传感器的正确设计提供了理论分析的依据。     

一种新型的接触压力传感器

利用碳材料的压阻效应,研制开发了一种新型的接触压力传感元件碳膜压力传感器,可以直接用它来定量测量两接触体间的接触压力．文中对接触压力传感器的压力电阻（σ－ΔＲ／Ｒ）关系进行了标定,测定了铁基形状记忆合金管接头与被连接管间的接触压力．经与光力学一有限元数值分析混合法结果进行比较后表明;这种新型的碳膜式接触压力传感器性能稳定,操作简便     

压力传感器频率响应的分析

为了提高瞬态压力测量的精度,必须设法提高传感器的频响特性。本文利用流体阻抗法分析了目前常用的压力传感器的固有频率表达式,并详细讨论了测压孔、传压管与终端腔室的几何尺寸对传感器固有频率的影响情况,为压力传感器的分析与设计提供了这方面的依据。     

一种测试压力传感器容腔动态特性的简易方法

本文介绍了一种压力负阶跃的简便发生方法来得到压力传感器容腔的动态特性。用撞针击刺一个充满空气的薄膜球,使薄膜球爆破,压力突然回零。带有管道一腔室的压力传感器与该薄膜球相连,通过动态应变仪,在SC—10型光线示波器上可以得到相应的回零过渡过程曲线。对于不同的传压管径、传压管长度和腔室容积,得到不同阻尼的衰减振荡曲线以及过阻尼时呈单调衰减的回零过程曲线。对实验曲线进行数据处理,求得对应的频率特性,从而可以得出该容腔在各种不同幅值误差要求下的使用频带。     

基于压力传感器辅助的行人室内定位零速修正方法

针对现有行人室内定位导航系统定位精度差的问题,设计了一种压力传感器辅助微惯性测量单元的多条件约束零速修正方法。将微惯性测量单元和压力传感器固连在鞋上,用来测量人体脚部运动信息。在经典捷联解算基础上通过对行走时微惯性测量单元和压力传感器的统计特性进行分析,对加速度模值、滑动方差、角速度模值、足底压力设定阈值,用以检测行走过程中的零速区间,通过基于零速修正的卡尔曼滤波估计姿态误差、速度误差和位置误差,反馈校正后对微惯性测量单元的累积误差进行修正。最后通过对比试验证明了压力传感器辅助下的零速修正方法提高了系统导航定位精度,步行和跑动时的水平定位精度优于1%D。     

个人导航用压力传感器的三维打印制备数字模型

基于微喷三维打印机制造压力传感器,用于可穿戴的个人导航系统中。在基底表面不规则或者使用中经常被折弯的情况下,微喷打印工艺制备的MEMS器件精度更高,性能更好。研究了器件的可打印模型和工艺,给出压力传感器可打印的分层物理结构;研究了平面结构投影到三维基底上的投影空间,基于Terzopoulos弹性模型使用材料弹性度和结构弹性度模型给出投影空间;使用射线投影NURBS曲线来拟合边界轮廓,给出分层切片模型。为验证打印PZT膜的压电性能以及设计的压力传感器件的功能,使用不同的机械负荷测试其刚度,使用不同的直流偏置来测试耗损因数、品质因数等。通过比较实验对象的测量值和理论预测值之间的关系可以看出,打印的压力传感器薄膜具有很好的机械和电气性能。     

筒仓动态侧压力增大机理的试验研究

采用薄膜传感器和土压力传感器进行模型筒仓压力试验研究,比较两种试验方法的测试精度,探索动态侧压力计算方法与增大机理。结果表明:试验静态侧压力与深仓规范值吻合较好;卸料过程中动态侧压力增大,最大超压系数为2.107;薄膜传感器相对于土压力传感器测试结果更加精确。最后,通过观察卸料过程中物料流态变化,分析了流态变化对动态压力的影响。     

应变式压杆压力传感器在冲击波载荷测试中的应用

在近区爆炸冲击波载荷测量中,压电式压力传感器因上升时间短且强度高的高频压力脉冲作用而可能产生疲劳和过载失效。本文根据应力波在细长圆柱弹性杆中的传播特性,设计了一种应变式压杆压力传感器,当圆柱杆的一端受到压力波作用时,产生的弹性应力波沿杆轴向传播,通过测量杆的轴向应变可计算出杆中传播的应力波,从而得到作用在杆端的压力波。为了检验压杆压力传感器的性能,采用一个厚壁圆柱形爆炸容器,并将传感器安装在容器壁面不同位置上,测量中心装药产生的爆炸冲击波载荷,经反复试验,结果表明这种传感器性能是稳定可靠的。     

基于环圈仪的土压力传感器标定技术分析

合理地进行土压力传感器标定是提高土压力测试精度的基本保证,环圈仪由于克服了侧壁摩擦的影响,被认为是一种良好的标定设备。运用有限元分析,探讨了环圈仪侧壁与土介质摩擦接触条件、加载板与土介质表面的不均匀接触状态、土压力传感器与土介质的刚度不匹配等因素对环圈仪内土介质应力场分布特征的影响。基于环圈侧壁和加载板等边界条件与土压力传感器本身引起的土介质应力场变化范围互不叠加的原则,提出了环圈仪直径和高度的确定方法。通过试验对环圈仪减小侧壁摩擦的效果进行了验证,利用环圈仪进行标定试验得到的匹配误差与理论计算结果吻合很好,验证了环圈仪标定土压力传感器技术的可靠性。     

CRH3动车组高速出入声屏障时压力场特性的试验研究

在某铁路特大桥声屏障试验段,布置超低压压力传感器阵列,采用自主研发的压力采集系统,测试获得了CRH3动车组以时速300km/h～350km/h往返行驶进出声屏障时的压力时程曲线。采用双线性插值方式,得到了压力传感器阵列布置区域的动态压力场。通过测试得到了压力场高低压区的形状、相对于声屏障的位置、高低压区的距离间隔等。分析了头波和尾波最大正、负压力值的差异。基于头波和尾波的压力场,得到压力场的最大正、负压力值与车速的平方近似成线性关系。研究结果可为声屏障的结构设计提供基础载荷数据。     

容器内爆炸多传感器测试系统的原理设计与应用

为对炸药爆炸进行测量和监控,出于安全以及测试方便考虑,试验需要在爆炸容器中进行。由于测试任务的需要,试验中使用的传感器的类型及数量较多,包括各种压力传感器、应变传感器以及爆速传感器等,因此构建一个多传感器的测量系统就显得十分重要。文章给出了试验容器的基本结构,介绍了钢筒内化爆试验爆炸冲击波压力测试系统的原理设计与应用,构建了传感器、起爆和同步触发、爆速监测以及数据采集存储几个主要部分组成的测试系统,并对系统几个主要组成部分进行了详细的阐述。压杆测压解决了高压测量中的测量困难以及传感器使用效率低的问题,取得了良好的实际应用效果。     

高g值加速度传感器的标定

利用Hopkinson压杆装置,采用石英晶体片压力传感器对高g值加速度传感器进行了标定,并给出了加速度传感器灵敏度系数的标定公式。实验结果表明,本文中研制的利用石英晶体片压力传感器对高g值加速度传感器进行标定的实验装置可满足标定的精度要求,而且整个校准系统结构简单,易于操作。     

基于PVDF复合压电效应的低强度冲击波柔性测量

为探索低强度冲击波的柔性测量技术,对PVDF(polyvinylidene fluoride)压力传感器开展冲击波加载和灵敏度标定实验,评估其低强度冲击波压力测量的可靠性。基于微结构设计改进薄膜传感器,获得适用于低强度冲击波压力测量的高灵敏柔性传感器,结果表明:单一压电工作模式的薄膜传感器测量低强度冲击波时有效输出电荷量和信噪比较低,测量结果容易受压电膜力电响应非线性、结构表面变形振动以及封装因素的影响,灵敏度系数不稳定、个体差异性大。采用周向固支的微结构设计能够将作用于薄膜传感器表面幅值较低的冲击波转换为幅值较高的面内拉应力,产生的复合压电效应可大幅提高传感器名义灵敏度系数、降低个体差异性。研制的柔性传感器在0.2～0.7 MPa压力范围内名义灵敏度约900～1 350 pC/N,相对测量误差不大于±13%。