压电智能传感器力学模型的建立及数值模拟

• 作者: 关海爽 曲国军 蒙彦宇 高丽
• 来源期刊: 北华大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 压电效应 传感模型 集总质量法 数值模拟
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 页码范围: 826-832
• 页数: 7页
• 分类号: TU31
• 字数: 5018字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11713/j.issn.1009-4822.2014.06.031

摘要

以单片压电陶瓷(如锆钛酸铅，简称PZT)晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象，从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发，采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式，建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简化力学模型，得到考虑多参数影响的电荷表达式。考虑黏结胶层阻尼吸收能量的作用，建立了胶层阻尼效应影响的传感模型，并求得压电传感器的电压表达式。数值模拟结果表明：在PZT传感模型中，利用压电方程和振动方程联合求解可以快速得到PZT的传感信号，而且PZT片的电压输出特性与作用力的大小及黏结胶层有关。通过测量和分析PZT传感器输出电信号峰值与频率的变化，并与数值分析结果进行对比，证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	蒙彦宇	北华大学汽车与建筑工程学院	20	188	8.0	13.0
2	关海爽	北华大学电气信息工程学院	6	2	1.0	1.0
3	曲国军	北华大学汽车与建筑工程学院	1	1	1.0	1.0