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国际刊号:1004-6801
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超声电机孤极在冲击环境中的传感特性测试
Test Experiments of Sensing Characteristics of Single-Electrode of Ultrasonic Motor in Shock Environment
  
DOI:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2019.06.016
中文关键词:  关键词 孤极  传感器  冲击  信号处理
英文关键词:Single-electrode  sensor  impact  signal processing
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51505204);江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目(KYCX17_0331)
作者单位
孙栋1,唐玉娟2,王新杰1,王炅1,符昊旻1 (1.南京理工大学机械工程学院 南京210094)(2.金陵科技学院智能科学与控制工程学院 南京211169) 
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中文摘要:
      针对超声电机在冲击环境中的应用,提出了将旋转型超声电机中的孤极作为加速度传感器并进行了实验验证。基于圆环板的挠度微分方程与第2类压电方程得到孤极传感器电压灵敏度的理论表达式,并通过有限元方法得到传感器的谐振频率。搭建实验平台对传感器进行标定实验,结果表明,当冲击载荷的脉宽大于500μs时,孤极传感器与冲击过载保持良好的线性关系,但输出信号存在着较大干扰。为了在保持加速度信号特征的同时有效地去除干扰信号,设计了相应的数字滤波器,滤波后的信号仍然与加速度之间保持良好的线性关系。研究结果实现了超声电机的功能拓展,促进了超声电机在冲击环境中的应用。
英文摘要:
      An idea that single-electrode can be used as an acceleration sensor is proposed in this paper. The voltage sensitivity of the single-electrode sensor is presented based on the second type piezoelectric equation and the deflection differential equation of the annular plate. The resonant frequency of the sensor is obtained with the finite element method. The experimental platform is set up to calibrate the sensor. Experiment results show that the output of single-electrode can maintain a good linear relationship with acceleration while the pulse width of acceleration exceeds 500μs. However, there is interference besides useful signals. A low pass digital filter is designed to effectively filter out the noise. The filtered signal still has a good linear relationship with acceleration. The research results expand the function of the ultrasonic motor and promote the application of ultrasonic motor in the shock environment
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