指数形压电声笔的设计和应用

压电声笔是各种声坐标录取装置的重要组成部分,高性能的声笔对于该装置的接收机和其它信号处理部分的研制会带来很大的方便,对装置的有效工作面积有直接的影响,对整机的精度有重要的作用。本文主要介绍从波动方程入手,根据变幅杆原理进行超声笔设计的方法。并根据实用要求测试了声笔的性能:工作频率为200kHz,垂直于工作面的水平指向性为360°,可以在与工作面的夹角为30°—90°的任何正常书写角度上使用,它发出的声信号强度比普通声笔(非变幅杆型)大6倍以上,并测定了几个典型点的振幅值,振幅放大系数大于6。符合设计要求,已在某些声坐标录取装置上获得了满意的应用。如按半波长振子的原理并配以简单的结构,能够很方便地获得当笔尖发射超声的同时,还能在传输介质的表面上留下笔迹,使用方便自由,外形和尺寸与普通钢笔相似。     

精密稳定控制系统输入量的获取方法

精密稳定(二级稳定d)控制系统具有通频带宽、响应速度快、精度高的特点,弥补了跟踪架伺服(一级稳定b)控制系统的不足。压电陶瓷倾斜平台(PZT)作为精密稳定控制系统的驱动装置,对于这种特殊结构来说,传统的光电传感器的输入不适于精密稳定控制系统的驱动装置。着重讨论了其输入量的获取方法,并在实验的基础上分析了这种方法的可行性。     

人工头制式录声用扬声器重发

人工头制式录声技术的概念是众所周知的。但技术上必须用耳机重放。如果用扬声器重发,由于串扰使立体声效果损坏。串扰是指右耳听右扬声器的声音时也听到左扬声器的声音,反之左耳也如此。数字信号处理技术提供了可以加入人工串扰以抵消自然串扰的前景,从而保存用耳机重放所具有的立体声效果,如图1所示,其中X_l和X_r表示在两耳鼓膜处重发声压的两通路信号,下标l和r分别相应于左、右耳;Y_l和Y_4是输入扬声器的信号;Z_l和Z_r为用扬声器重发时耳膜处声压。H表示由Z到Z的转移函数。因此     

铁电陶瓷剩余极化强度与纵向压电应变常数之间的线性关系

从理论上证明了铁电压电陶瓷不同极化强度Ｐ＇ｒ与相应的纵向压电应变常数ｄ３３之间存在着线性关系，并与一种材料的实验数据进行了比较。     

压电材料中切口/接头端部平面电弹性场奇异性有限元分析

为了对平面载荷作用下压电材料中切口或接头端部附近电弹性场奇异性问题进行分析，首先以应力平衡方程、Maxwell方程和和边界条件为基础，得到一种求解压电材料特征问题的弱式方程；其次，假定楔形切口或接头端部附近单元内位移和电势沿径向分布为指数形式，而周向方向分布则采用泡函数插值，将其代入弱式方程，建立一种只需对楔形切口或接头端部附近周边进行离散的一维简单有限元方法．压电材料的极化轴可以是任意方向．利用该有限元模型讨论了楔形切口角度、极化轴方向和边界条件对奇性场的影响．通过和其它特定情况下的现有解相比，证实了该文有限元数值方法的有效性，而且精度很高．     

超声辅助电镀的仿真与实验*

为了提高镀层的表面质量,提出了一种超声辅助电镀的方法。超声的空化与搅拌作用可以影响电镀的电沉积过程。设计了合理的换能器结构,并搭建了超声辅助电镀装置。通过对模型进行压电声学场与电镀场耦合仿真分析,结果表明：在硫酸铜电解液,镀铜时间60s,电压300V条件下,进行超声辅助电镀,镀层厚度分布均匀,镀层中部电流密度分布均匀,边缘最大电流密度是未加超声的2倍左右 。基于仿真结果,进行相同的实验测试,结果表明：超声辅助电镀可以提高镀层的均匀性,减少铜颗粒表面的杂质,提高表面的光洁度。阴极样品距离换能器头部位置在60mm左右,镀层质量良好。     

非线性工作状态压电换能器匹配技术

针对压电换能器在大功率下存在复杂非线性而导致匹配参数难以优化的问题,以大功率超声金属焊接为例,通过采集测试焊接过程换能器两端电压的幅值与频率,建立换能器反谐振电阻与驱动电压有效值、频率之间的数学模型;提出基于反谐振电阻模型的最优功率匹配方法,推导了匹配电感电容的计算公式。最后实验验证了数学模型的准确性,且当换能器输入功率在最优功率附近时,匹配网络电能传输效率最高。