混凝土框架结构内力测量传感器研制

研制了一种可用于混凝土结构试验中测量柱底截面轴向力、剪力和弯矩的内力测量传感器。该传感器主要由加载板、基座、4根竖向测力杆和2根水平测力杆组成。使用时,柱底截面的内力通过加载板传递给6根测力杆,根据6根测力杆的结果,通过力平衡方程可以计算实际加载的轴向力、剪力和弯矩的大小。对该传感器进行了4种工况下的标定试验。结果表明,传感器的测量误差满足框架结构内力测量精度要求。将该传感器应用到单层两跨的钢筋混凝土框架推覆试验中,获得了整个试验过程中构件的内力时程。     

关于两种自制测力传感器的性能介绍

目前,农机类传感器的生产,普遍采用标定的方法,趋向精度高,价格高;一般农机的受力设计要求不高,常根据试验和经验决定尺寸,这样的测力传感器不适应实际使用要求.针对这一问题.我们研制了两种测力传感器;传感器用理论公式测试,工艺简单.试验结果表明,精度符合要求,有推广价值.1 梁式测力传感器1.1 受力分析传感器的结构简图,电阻应变片的粘贴和连接电桥,如图1所示.梁为矩形载面,宽度相同,高度不同;为了加力,DE 段较其两边的高度大.设 AD 和 BE 段的轴惯性矩为 I_1,DE     

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.     

嵌入薄膜传感器悬臂梁三向力测量技术研究

以薄膜传感器悬臂梁作为等效模型,通过传感器的应变效应对三向力测量技术进行了研究。为提高薄膜传感器的应变输出响应,对悬臂梁上布放薄膜传感器的位置加设弹性结构,研究了三向力测力模型输出电压与传感器所在位置应变的关系;分析了受力位置对测力模型输出响应的影响关系,结合实验验证了其工作原理、测力模型应变输出响应与可控尺寸参数的关系。研究表明:该测力模型可实现三向力测量,各个方向最大测量误差均在9%以内,悬臂梁宽度方向x和高度方向z的交叉干涉误差分别为2.84%和3.37%;当悬臂梁自由端受力位置发生变化时,测力模型输出响应只在梁长度方向y上发生变化。     

三轴测力传感器的剪切力高阶效应实验研究

本文通过实验,指出剪切力会使具有某种结构的三轴测力传感器产生高阶正应力效应,这种效应在理论上属于非线性弹性力学中的简单剪切问题,被称为“Poynting效应”,它有时严重地影响测力传感器的使用,甚至导致实验失败。然而,这种现象在线弹性力学中是无法解释的。因此,它应该引起三轴测力传感器设计者的注意。     

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%。     

ZD—1型接触应力传感器

ZD—1型接触应力传感器及其微机控制的测量、处理、显示系统(以下简称 ZD—1系统),是由上海城建学院完成的上海市高教局项目“工程结构中结点、接触应力及接触应力传感器研究”中的研究成果之一。ZD—1系统是采用压电薄膜为测力转换元件,用接口与微机相连。该系统专门用于测试接触应力,由于传感器探头本身很薄,可插在待测应力的接触面间而几乎不改变原来的应力状态。结果可直接从微机中读出,也可用曲线或图象表示,并可进一步处理。     

PVDF压电计在动态应力测量中的应用

ＰＶＤＦ是一种新型的高分子压电型传感器材料，有较敏感的压电效应。文中讨论了ＰＶＤＦ在冲击实验中的动态标定、频响特性及压电特性。实验结果与应变片的结果进行了比较，说明ＰＶＤＦ具有噪音信号小、频响宽、瞬态响应时间短等特点，具有广泛的应用前景。文中还给出了ＰＶＤＦ用在铝试件及岩石试件中压应力波测量的试验结果。     

标定激波管的激波前沿构造和毫微秒传感器

标定激波管所以能用来标定传感器的各种动态性能,是由于它能提供一个远比一般传感器上升时间快得多的陡峭的阶跃压力函数.但是随着科学技术的不断进步,传感器的响应速度愈做愈快,必然会提出这样一个问题,用标定激波管标定传感器,允许标定的上限频率是多少?     

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。     

智能板振动控制的分布压电单元法

提出了一个用于振动控制的分布压电单元法，该方法中采用将分布压电传感器和致动器分割成若干相互独立的单元的方法，来设计压电模态传感器与压电模态致动器．压电模态传感器所观测的模态坐标和模态速度，可从各传感单元的输出电荷及电流中提取出来；而压电模态致动器则通过调制施加于其上的电压的空间分布来实现．在此基础上对智能板进行了模态控制     

一种改进的原子力显微镜摩擦力标定方法

在传统标定AFM测力系统的楔形法基础上,通过线形加载的扫描方式,得到不同载荷下AFM针尖在平面和斜面上的切向力-位移循环曲线,并进一步计算出不同载荷下的摩擦力标定系数,进而根据该系数随载荷的变化趋势,选取高载下相对稳定的数据作为最终的标定结果.结果表明,由于改进的楔形法全面考察了摩擦力标定系数随载荷的变化趋势,避免了低载标定所引入的误差,标定结果更合理.     

基于外贴压电陶瓷的钢管砼界面剥离检测机理的数值模拟研究

界面剥离的存在会给钢管混凝土构件的力学性能带来负面影响,本文提出了一种利用外贴式压电陶瓷的应力波测量小波包分析的钢管混凝土构件界面剥离检测的方法。考虑压电陶瓷片的压电效应及与钢管混凝土构件的耦合效应,建立了二维多物理场耦合有限元模型;采用外贴压电陶瓷片作为驱动器和传感器,通过数值模拟研究了在简谐激励下不同缺陷试件压电传感器电压信号幅值及扫频信号激励下,不同缺陷试件传感器测量信号的小波包能量评价指标的变化规律。结果表明,界面剥离引起外贴压电陶瓷传感器电压信号幅值和测量信号的小波包能量下降,界面剥离越大,二者下降得越多。     

压电质量传感器检测灵敏度分析

压电质量传感器是一种利用压电谐振器对质量的敏感性,通过谐振器吸附待测物后频率的变化实现对被测物质进行检测的传感器。由于附着物质引起的质量变化很小,因此测试精度将强烈依赖于结构频率对质量变化的敏感程度,而敏感程度与传感器感知部分的几何尺寸密切相关。本文主要研究压电材料悬臂梁式质量传感器的检测敏感度分析问题,推导传感器自振频率变化对质量变化的灵敏度与传感器各部分结构几何尺寸设计参数依赖关系的计算格式,并讨论了结构尺寸、截面形状以及谐振模态对传感器检测灵敏度的影响。     

双杠三维测力系统的研制及应用

双柑三维测力系统由三维测力传感器、动态电阻应变仪，７Ｔ１７Ｓ数字信号处理机组成，可提供各种实时处理的测量数据及图形。经运动员实际测试，取得了比较满意的结果，可用于双杠运动员的实际训练中。     

分布式光纤传感器测量数据可靠性分析方法

分析了分布式光纤传感器测量结果的可靠性,提出从应变系数和温度系数标定到分布式光纤传感器物理量测量以及结果评价的方法,设计了分布式光纤传感器的应变系数和温度系数标定装置,同时分析了应变标定装置的不确定度来源,采用基于光频域反射技术的分布式光纤解调仪进行了实验验证.应变标定范围为-5000με?5000με,温度标定范围为...     

埋入压电元件的自诊断智能结构的理论分析与实验研究

将压电元件埋设于复合材料层板结构中，可实现结构应变分布的在线监测。本文提出一种采用压电应变传感器阵列和人工神经网络模型的自诊断方法，对局部埋入压电应变传感元件的平板结构进行了分析，采用神经网络模型根据压电传感器组的输出识别结构承载位置和大小，对该方法进行了数值模拟和实验验证。     

微喷测量中真空度对Ф2mm压电石英传感器的影响初探

针对Ф2mm压电石英传感器有效测试面积小、信号弱、易受干扰的特点，对不同真空度、不同飞片速度下的空气冲击波压力进行计算分析，得出在20Pa以下的真空度中进行微喷测量时，残存空气对Ф2mm压电石英传感器的影响可以忽略；利用此条件下的实验数据，估算了影响Ф2mm压电石英传感器真空度的上限值。     

混凝土结构内冲击波应力传感器设计及其行为

为测量混凝土结构内的冲击波应力,研制了PVDF压力传感器;介绍了传感器的原理和设计思想,通过传感器的标定试验,得出传感器与混凝土介质匹配性能稳定,通过修正传感器灵敏度或采用将传感器打入包体标定的方法可减小应力测量误差;最后介绍了传感器在混凝土结构内药包爆炸应力波测试中的应用。     

大应变幅宽频域的应变计动态特性标定方法

应变计动态特性标定方法的研究,是保证动态应变电测精度的重要课题.本文提出一种新的标定系统的激振控制方法,可以在不降低标定传感器灵敏度的前提下,使得标定频域不受传感器固有频率的限制,从而有效地扩展到工程所需的频响范围.