用于矢量水听器的低频高灵敏度层合梁加速度传感器

• 作者: 涂馨予 李俊宝 刘晓迪
• 来源期刊: 声学学报
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 623-632
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

压电加速度传感器是同振型矢量水听器的核心部件.为了满足低频高灵敏度矢量水听器的应用需求,提出并研究一种具有层合梁结构的低频高灵敏度加速度传感器.结合弹性力学和压电方程推导层合梁加速度传感器的加速度灵敏度解析解表达式,通过有限元仿真对层合梁加速度传感器尺寸进行优化,给出优化后的尺寸范围.从优化的尺寸范围中选取两种不同尺寸进行加速度传感器振动特性的仿真分析及实物制作(其中压电材料为PZT-5)与性能测试.仿真与测试结果均表明,相比已有的同尺寸金属梁加速度传感器,层合梁加速度传感器可以有效降低谐振频率并提升加速度灵敏度.当压电层厚度为0.5 mm时,加速度灵敏度最大提升3.9 dB,谐振频率下降23％.测试结果与理论分析相符.