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基于压电PVDF传感器的呼吸信号检测试验研究
1
作者 田晓超 盖厚君 +3 位作者 韩城泽 李响 杜泽磊 侯俊 《轻工科技》 2025年第2期79-82,共4页
为了实现对呼吸信号实时且高效的检测,本文提出一种基于PVDF的高灵敏度柔性压电传感器。分析柔性压电传感器的测量原理,通过COMSOL仿真分析得到柔性PVDF在5mm的载荷作用下产生的最大电势为367mV;通过搭建呼吸信号采集平台对信号进行实... 为了实现对呼吸信号实时且高效的检测,本文提出一种基于PVDF的高灵敏度柔性压电传感器。分析柔性压电传感器的测量原理,通过COMSOL仿真分析得到柔性PVDF在5mm的载荷作用下产生的最大电势为367mV;通过搭建呼吸信号采集平台对信号进行实时采集,并对呼吸信号进行检测以及降噪处理。试验结果显示,降噪后的呼吸信号降低了其他因素的影响,可直接对幅值和频率进行观测分析。 展开更多
关键词 PVDF柔性压电传感器 呼吸信号 信号检测 降噪处理
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压电射流角速度传感器敏感机理的有限元分析 被引量：9
2
作者 朴林华 张滨 +1 位作者 张金铎 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第3期309-311,共3页
采用有限元法分析了压电射流角速度传感器的敏感机理。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时二维腔体中由喷嘴喷出气体的流场。结果表明,腔体在静止状态下,气流速度相对于腔体中心... 采用有限元法分析了压电射流角速度传感器的敏感机理。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时二维腔体中由喷嘴喷出气体的流场。结果表明,腔体在静止状态下,气流速度相对于腔体中心轴对称分布,两热电阻丝处的气流速度相等,两热电阻丝上的电流相等,电桥电路输出为零;在有角速度输入时,射流速度相对于腔体中心轴不再对称,两热电阻丝处的气流速度之差随着角速度而变化,引起两热电阻丝上电流之差也随之变化,电桥输出一个对应于角速度的电压。有限元计算法为压电射流角速度传感器的优化设计开辟了有效的研究途径。 展开更多
关键词 有限元法 气体摆 对流场 敏感机理
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三丝结构气流式水平姿态传感器的研究 被引量：5
3
作者 朴林华 丁霞 +2 位作者 李言杰 李白华 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第4期504-506,509,共4页
该文确定了三丝结构中加热热电阻丝和检测热电阻丝的最佳排列方式。采用有限元法,利用AN-SYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下几种三丝结构敏感元件内流场的分布。计算结果表明,当β(β... 该文确定了三丝结构中加热热电阻丝和检测热电阻丝的最佳排列方式。采用有限元法,利用AN-SYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下几种三丝结构敏感元件内流场的分布。计算结果表明,当β(β为加热热电阻丝和检测热电阻丝构成的平面与基准面夹角)改变时,温度场和流场都发生变化。两个检测热电阻丝处气流速度差Δv与倾角关系曲线也随β发生变化;当β=0°时,线性范围最小,斜率最小;当β=30°时,线性最好,斜率较大;β=60°时,线性范围较窄,斜率最大。当β=0°时,传感器线性范围最小,灵敏度最小;当β=30°时,传感器的线性最好,灵敏度比较大;β=60°时,线性范围较窄,灵敏度最大。综合比较,取β=30°为最佳方案。 展开更多
关键词 三丝 姿态 敏感结构 流场
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全方位气体摆式倾角传感器的结构原理 被引量：7
4
作者 林宇 朴林华 张福学 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期19-22,共4页
介绍了全方位气体摆式倾角传感器的敏感原理,并对几种敏感元件的结构设计方案进行了详细的分析。在影响传感器主要性能的基础上,比较了不同敏感元件的优劣,找出最合适的敏感元件结构设计,最后通过对实际制作的全方位倾角传感器进行测试... 介绍了全方位气体摆式倾角传感器的敏感原理,并对几种敏感元件的结构设计方案进行了详细的分析。在影响传感器主要性能的基础上,比较了不同敏感元件的优劣,找出最合适的敏感元件结构设计,最后通过对实际制作的全方位倾角传感器进行测试,表明所介绍的全方位气体摆式倾角传感器的灵敏度达到0.1°,方位角测量范围达到360°,倾斜角度测量范围可达到25°,达到了预期的设计目的。 展开更多
关键词 电子技术 全方位 气体摆 倾角传感器
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自然对流对气流式角速度传感器的影响 被引量：4
5
作者 朴林华 丁霞 +1 位作者 李言杰 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第2期182-185,共4页
解释了自然对流对气流式角速度传感器的影响机理。利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时气流式角速度敏感元件内的流场。结果表明,由于自然对流的存在,无角速度输入时两热电阻丝... 解释了自然对流对气流式角速度传感器的影响机理。利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时气流式角速度敏感元件内的流场。结果表明,由于自然对流的存在,无角速度输入时两热电阻丝处的气流速度之差Δv随倾斜角的不同发生改变,检测电桥输出一个零位电压ΔU,平均绝对偏差为16 mV,在传感器灵敏度为40 mV.[(°)/s]-1时,误差达到0.4(°)/s,导致零位重复性变差;由于自然对流的存在,有角速度输入时两热电阻丝处的气流速度之差Δv也随倾斜角的不同发生,不同角速度情况下,不同倾斜角引起的检测电桥电压ΔU平均相对偏差为2.4%,误差达到0.03(°)/s,引起灵敏度不稳定;自然对流对气流式角速度传感器的零位重复性的影响较大,对灵敏度的稳定性影响较小。该文为消除自然对流对气流式角速度传感器的影响,提高传感器的零位重复性和灵敏度的稳定性提供了理论和实验依据。 展开更多
关键词 自然对流 角速度 流场 传感器
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压电泵振动模态的有限元分析 被引量：6
6
作者 朴林华 栾桂冬 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2004年第6期503-505,共3页
采用有限元法,利用ANSYS软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算出压电射流角速度传感器压电泵的前3阶振动模态。结果表明,采用基频作为工作频率最理想,与实测值比较,有限元法计算值相对误差小于6.1%,优于能量法计算值。该方... 采用有限元法,利用ANSYS软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算出压电射流角速度传感器压电泵的前3阶振动模态。结果表明,采用基频作为工作频率最理想,与实测值比较,有限元法计算值相对误差小于6.1%,优于能量法计算值。该方法为压电射流角速度传感器压电泵的优化设计提供了重要的依据。 展开更多
关键词 压电射流角速度传感器 压电泵 有限元法 振动模态
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加速度对气体摆式倾角传感器影响机理的探讨 被引量：5
7
作者 朴林华 张伟 +1 位作者 张金铎 张福学 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第7期4-7,共4页
解释了加速度对气体摆式倾角传感器的影响机理。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同加速度作用下传感器敏感元件内的温度场和对流场。计算结果和实验数据表明:加速度作用于气... 解释了加速度对气体摆式倾角传感器的影响机理。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同加速度作用下传感器敏感元件内的温度场和对流场。计算结果和实验数据表明:加速度作用于气体摆式倾角传感器与倾角作用于气体摆式倾角传感器类似,同样会改变两热源处的气流速度之差,引起两热电阻丝上电流之差的变化,电桥输出一个对应于加速度的电压。 展开更多
关键词 气体摆 加速度 倾角 温度场 对流场
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微机械全方位水平姿态传感器的研究 被引量：2
8
作者 朴林华 崔雪梅 +3 位作者 王星 余全刚 梅传志 张保丽 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期207-209,213,共4页
提出了一种能敏感全方位水平姿态的微机械传感器。采用微机械工艺制作的正八边形敏感元件敏感全方位水平姿态;通过前置信号电路和数字电路构成信号处理电路,实现倾角电压信号的提取,全方位信号合成和全方位倾角信号的灵敏度补偿。测试... 提出了一种能敏感全方位水平姿态的微机械传感器。采用微机械工艺制作的正八边形敏感元件敏感全方位水平姿态;通过前置信号电路和数字电路构成信号处理电路,实现倾角电压信号的提取,全方位信号合成和全方位倾角信号的灵敏度补偿。测试结果表明,分辨率优于0.1°,方位角测量范围可达360°,倾斜角度测量范围可达到20°。该传感器不仅体积小,且结构紧凑,工艺简单,敏感元件输出一致性好,适于批量生产。 展开更多
关键词 微机械 全方位 水平姿态 敏感元件
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抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器的研究 被引量：2
9
作者 朴林华 吕耀杰 +1 位作者 王义 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第6期659-661,共3页
提出了一种能够抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器。根据气流式倾角敏感元件和气流式倾角敏感元件的输出特点,建立了抗加速度干扰的数学模型;根据抗加速度干扰的数学模型,设计了抗加速度干扰的程序,实现了载体振动、角振动和摇摆等在... 提出了一种能够抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器。根据气流式倾角敏感元件和气流式倾角敏感元件的输出特点,建立了抗加速度干扰的数学模型;根据抗加速度干扰的数学模型,设计了抗加速度干扰的程序,实现了载体振动、角振动和摇摆等在运动状态下抗加速度干扰的目的,抗加速度干扰能力在95%以上。该传感器不仅能够进行静态倾角测量,而且能够抗动态情况下加速度对摆式倾角传感器的干扰。 展开更多
关键词 电子技术 抗加速度 数学模型 水平姿态
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微机械气流式姿态传感器敏感机理有限元分析 被引量：2
10
作者 刘玉洁 朴林华 +1 位作者 翟新涛 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第1期42-44,共3页
该文对微机械气流式水平姿态传感器敏感机理进行了三维的有限元分析。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了微机械气流式水平姿态传感器敏感元件密闭腔体中气流速度在不同倾斜状态下的分布。阐明微机... 该文对微机械气流式水平姿态传感器敏感机理进行了三维的有限元分析。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了微机械气流式水平姿态传感器敏感元件密闭腔体中气流速度在不同倾斜状态下的分布。阐明微机械气流式水平姿态传感器的敏感机理,为气流式水平姿态传感器的优化设计开辟了更精确的研究途径。 展开更多
关键词 微机械 气流 水平姿态 敏感机理 三维
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压电振动陀螺振动梁节点的有限元分析 被引量：3
11
作者 蒋青 刘宇 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期216-218,共3页
采用有限元法分析了压电振动陀螺振梁的振动模态,利用ANSYS分析软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了不同结构的横振动矩形梁的最小振动位置,从而为该型陀螺结构支撑点的选取以及传感器最终性能参数的优化设计提供了有参... 采用有限元法分析了压电振动陀螺振梁的振动模态,利用ANSYS分析软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了不同结构的横振动矩形梁的最小振动位置,从而为该型陀螺结构支撑点的选取以及传感器最终性能参数的优化设计提供了有参考价值的数据。 展开更多
关键词 压电陀螺 振动 节点 有限元法
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加速度对三维密闭腔体的温度场和流场影响的有限元分析 被引量：3
12
作者 李言杰 朴林华 李白华 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2009年第2期59-62,共4页
利用Ansys软件,通过分析加速度对三维密闭腔体的温度场和流场的影响,对气流式加速度传感器的优化设计进行探讨。采用有限元方法,通过建立三维实体模型、划分网格、加载和求解等途径,进行有限元仿真。结果表明:在流体梯度大的地方,网格... 利用Ansys软件,通过分析加速度对三维密闭腔体的温度场和流场的影响,对气流式加速度传感器的优化设计进行探讨。采用有限元方法,通过建立三维实体模型、划分网格、加载和求解等途径,进行有限元仿真。结果表明:在流体梯度大的地方,网格划分得密一些,有助于节约计算时间和提高计算精度;利用Ansys软件的切片功能,观察不同加速度下三维密闭腔体内部的温度场和对流场的分布,与二维建模相比较,三维建模得到的计算结果更加全面和准确,为气流式加速度传感器的优化设计提供可靠的依据。 展开更多
关键词 加速度 温度场 对流场 ANSYS 三维
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热敏电阻的排列对传感器灵敏度的影响 被引量：1
13
作者 宋佳 朴林华 +2 位作者 刘玉洁 李言杰 张福学 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期24-26,33,共4页
采用有限元方法,借建立微机械气流式全方位水平姿态传感器敏感元件的三维模型,计算了热敏电阻在不同排列方式和不同倾斜状态下,敏感元件内温度场和流场的分布。结果表明:当两两相对的检测热敏电阻之间的距离d改变时,温度场和流场都发生... 采用有限元方法,借建立微机械气流式全方位水平姿态传感器敏感元件的三维模型,计算了热敏电阻在不同排列方式和不同倾斜状态下,敏感元件内温度场和流场的分布。结果表明:当两两相对的检测热敏电阻之间的距离d改变时,温度场和流场都发生变化;两两相对的检测热敏电阻处气流速度之差?v与倾角关系曲线也随d发生变化。其中,d为900μm是热敏电阻的最佳排列方式。 展开更多
关键词 全方位水平姿态 流场 温度场 灵敏度 传感器
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二维压电射流陀螺的研究 被引量：1
14
作者 朴林华 吕耀杰 +1 位作者 王义 张福学 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期14-16,共3页
提出了一种二维压电射流陀螺。采用双垂直热电阻丝,敏感二维角速度;通过简支边支撑压电泵振子,提高了陀螺的灵敏度;采用叠片状圆台凹槽型喷嘴,提高了该陀螺的稳定性和重复性;利用软件补偿处理,提高了陀螺的温度性能和线性度。实验表明,... 提出了一种二维压电射流陀螺。采用双垂直热电阻丝,敏感二维角速度;通过简支边支撑压电泵振子,提高了陀螺的灵敏度;采用叠片状圆台凹槽型喷嘴,提高了该陀螺的稳定性和重复性;利用软件补偿处理,提高了陀螺的温度性能和线性度。实验表明,该陀螺的灵敏度提高近一倍,零位变化量从10%下降到≤0.2%,工作温度从–10^+40℃扩展到–45^+65℃,非线性度从1%下降到≤0.5%,灵敏度的变化量从10%下降到≤0.6%。 展开更多
关键词 电子技术 射流陀螺 结构设计 角速度
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转动腔体中射流特性的有限元分析 被引量：1
15
作者 朴林华 张伟 +1 位作者 张金铎 张福学 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期20-22,共3页
论述了采用有限元法分析转动腔体中射流特性。利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时二维腔体中由喷嘴喷出气体的流场。结果表明,腔体静止时,射流速度沿腔体中心轴对称分布,腔体中... 论述了采用有限元法分析转动腔体中射流特性。利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时二维腔体中由喷嘴喷出气体的流场。结果表明,腔体静止时,射流速度沿腔体中心轴对称分布,腔体中心轴上的速度最大,两侧流速逐渐减小,近壁处为零;腔体转动时,在哥氏力的作用下,射流中心发生偏转,流场相对于腔体中心轴不再对称分布,腔体中各点处的流速分布随角速度而变化,压电射流角速度传感器利用这一特性敏感角速度。 展开更多
关键词 有限元法 角速度 流场 射流
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气流式角速度陀螺的温度场和压强有限元分析 被引量：1
16
作者 王星 朴林华 余全刚 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2011年第4期49-52,共4页
针对气流式角速度陀螺敏感元件内的温度场和压强进行了有限元分析。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,按实际尺寸建立二维实体模型,通过划分网格、加载和求解等途径,计算了敏感元件内部的温度场和压强。计算结果表明,在平行放... 针对气流式角速度陀螺敏感元件内的温度场和压强进行了有限元分析。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,按实际尺寸建立二维实体模型,通过划分网格、加载和求解等途径,计算了敏感元件内部的温度场和压强。计算结果表明,在平行放置的两热电阻丝的加热作用下,热阻丝周围的射流气体温度升高,密闭腔体内部的温度场产生梯度;靠近喷嘴出气口两侧位置的压强比其他位置压强的均值高68%。二维实体建模分析方法为气流式角速度陀螺的实用化研究做了有益的尝试,提供了理论依据。 展开更多
关键词 气流式角速度陀螺 FLOTRAN CFD 温度场 压强
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基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器敏感机理的研究
17
作者 张永豪 朴林华 孙嘉浩 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期98-103,107,共7页
该文提出了一种基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器结构,并研究了其敏感机理。通过COMSOL建立三维模型结构,计算了敏感结构内的温度场。计算结果表明,基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器的输入压强与输出电压成反比例关系,当... 该文提出了一种基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器结构,并研究了其敏感机理。通过COMSOL建立三维模型结构,计算了敏感结构内的温度场。计算结果表明,基于热传导的高鲁棒性温压一体柔性传感器的输入压强与输出电压成反比例关系,当压强为0~500 kPa时,传感器灵敏度为-0.205 mV/kPa,非线性度为6.161%;当压强为525~740 kPa时,传感器灵敏度为-4.937 mV/kPa,非线性度为9.628%。 展开更多
关键词 温压一体柔性传感器 微机械 有限元分析 高鲁棒性 敏感机理
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微型石英音叉品质因数研究
18
作者 陶亦缕 邵东方 +2 位作者 方飞浒 王毅 梁金星 《压电与声光》 北大核心 2025年第4期757-761,共5页
随着可穿戴设备与高密度集成电路的微型化演进,32.768 kHz石英音叉谐振器作为电子系统的“心脏”,在微型化进程中面临着品质因数急剧衰减的问题。基于Itoh热弹性阻尼理论与Hao支撑阻尼模型的尺寸依赖性关系,探究了两种微型音叉结构的品... 随着可穿戴设备与高密度集成电路的微型化演进,32.768 kHz石英音叉谐振器作为电子系统的“心脏”,在微型化进程中面临着品质因数急剧衰减的问题。基于Itoh热弹性阻尼理论与Hao支撑阻尼模型的尺寸依赖性关系,探究了两种微型音叉结构的品质因数与特征尺寸之间的关联机制。通过多物理场耦合仿真,揭示了两种音叉结构热弹性阻尼和支撑阻尼的变化规律。仿真结果表明,支撑阻尼对真空中品质因数的影响小于2%,几乎可以忽略不计。因此,基于对热弹性阻尼的仿真数据构建了真空中品质因数的经验性公式。采用石英微加工工艺和真空封装技术,成功制备了5种不同叉指宽度的石英音叉谐振器。结果表明,品质因数的实验测量值与经验性公式之间的平均误差小于3%,二者之间的决定系数为0.9701,证明了经验性公式的有效性,进一步验证了理论模型对于两种微型音叉结构的普适性,为微型音叉的品质因数设计提供了参考。 展开更多
关键词 微型化 石英音叉 品质因数 热弹性阻尼 支撑阻尼
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基于国密SM2的H.264视频加密方案设计
19
作者 郝洋 周骅 王代强 《电子测量技术》 北大核心 2025年第12期1-8,共8页
本文针对传统视频加密系统针对大数据量加密无法兼顾实时性与安全性的问题,设计并实现了基于SM2算法视频加密方案。该方案基于国密SM2算法以及基于“xoshiro256ss”伪随机数生成器生成的轻量级流密码,使用混合加密以及伪“一次一密”保... 本文针对传统视频加密系统针对大数据量加密无法兼顾实时性与安全性的问题,设计并实现了基于SM2算法视频加密方案。该方案基于国密SM2算法以及基于“xoshiro256ss”伪随机数生成器生成的轻量级流密码,使用混合加密以及伪“一次一密”保障数据的安全性。该方案通过RTSP协议实现设备与流媒体服务器的数据交互,能够通过QT对视频数据进行解密播放,为视频监控加密无法同时兼顾安全性与实时性的问题提供了一个有效解决途径。经过测试,该系统对I帧加密时间为3 ms左右。 展开更多
关键词 SM2 流密码 选择性加密 混合加密 伪“一次一密”
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微机械气流式全方位姿态传感器的敏感机理
20
作者 宋佳 朴林华 +2 位作者 刘玉洁 李言杰 张福学 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第6期797-799,810,共4页
采用有限元法,解释了微机械气流式全方位水平姿态传感器的敏感机理。通过建立敏感元件的三维模型,计算了敏感元件内气流速度在不同倾斜状态下的分布。结果表明,热源周围两两相对的热敏电阻处的气流速度之差随着倾斜角度的变化而改变;随... 采用有限元法,解释了微机械气流式全方位水平姿态传感器的敏感机理。通过建立敏感元件的三维模型,计算了敏感元件内气流速度在不同倾斜状态下的分布。结果表明,热源周围两两相对的热敏电阻处的气流速度之差随着倾斜角度的变化而改变;随着倾斜角度的增加,两热敏电阻处的气流速度之差加大,流过两热敏电阻的电流之差加大,电桥失去平衡,输出一个与倾斜角度相对应的电压。有限元计算方法为该传感器的优化设计开辟了有效的研究途径。 展开更多
关键词 微机械 气流 全方位 敏感机理
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