检索结果-内蒙古大学图书馆

光通信研究 2025年第1期1期(15)卷 72-76页

作者：汪迪庄炜张旭王乐刘万泉北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 天津大学天津300072 澳大利亚科廷大学澳大利亚珀斯6102 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

【目的】在当前航天领域的高速发展下,对光纤传感解调系统的性能提出了更为严格的要求。文章旨在解决调制光栅Y分支(MG-Y)激光器在通道切换时出现的波长跳变问题,从而提高激光器的波长稳定性,进而提升光纤传感解调系统在高速扫描下对振... 详细信息

【目的】在当前航天领域的高速发展下,对光纤传感解调系统的性能提出了更为严格的要求。文章旨在解决调制光栅Y分支(MG-Y)激光器在通道切换时出现的波长跳变问题,从而提高激光器的波长稳定性,进而提升光纤传感解调系统在高速扫描下对振动信号的解析精度。【方法】通过深入研究MG-Y激光器的调谐特性,文章揭示了切换频率对输出波长的显著影响,并在此基础上建立了不同切换频率下激光器的波长跳变模型。基于波长跳变模型,设计和搭建MG-Y激光器波长跳变补偿系统,并提出了基于通道内电流规律的波长偏差补偿方法,通过调整通道切换处的3路电流,实现对波长误差的精准补偿,从而有效解决了波长跳变问题。【结果】实验结果表明,切换频率与波长偏差之间存在对数关系,通过实验数据拟合得到了波长偏差与切换频率的关系式。进一步的实验验证表明,通过对通道切换处的3路电流进行补偿,波长误差在1 pm以内,表现出了显著的性能提升。【结论】通过该补偿方法,波长偏差得到了显著减小,MG-Y激光器的波长稳定性得到了明显提升。文章不仅在理论上填补了高速振动环境下光纤传感解调系统的技术空白,更直接助力了国家在航天装备领域核心竞争力的提升,具有深远的科学和应用价值。

关键词：调制光栅Y分支激光器波长跳变切换频率电流补偿波长稳定性

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一种高品质因子模态局域化MEMS电场传感器

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电子与信息学报 2025年 1-8页

作者：王贵杰储昭志杨鹏飞冉莉芳彭春荣李建华张波闻小龙北京科技大学数理学院北京100083 北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083 中国科学院微电子研究所北京100029 北京信息科技大学理学院北京100192 中国科学院空天信息创新研究院北京100190

高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件，模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能，是电场传感器的重要发展方向。然而，基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象，难以读取有效振幅... 详细信息

高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件，模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能，是电场传感器的重要发展方向。然而，基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象，难以读取有效振幅信息。该文提出一种高品质因子的新型模态局域化MEMS电场传感结构，采用双端音叉设计和T形系绳固定锚点的结构以减少能量损耗，实现了高品质因子和高分辨力，有效避免了模态混叠现象。对该结构进行了理论分析和数值模拟，制备了传感器原理样机，在\begin{document}$ {10}^{-3}\;\mathrm{P}\mathrm{a} $\end{document}气压下对传感器进行了性能测试。测试结果表明，在0～90 kV/m电场强度范围内，电场传感器分辨力达\begin{document}$ 32\mathrm{ }(\mathrm{V}/\mathrm{m})/\sqrt {\mathrm{H}\mathrm{z}} $\end{document}，品质因子达42 423。

关键词：模态局域化微机电系统电场传感器高品质因子 T形系绳双端音叉

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无驱动硅微机械陀螺

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压电与声光 2008年第6期30卷 660-663页

作者：张福学张伟严庆文北京信息科技大学传感技术研究中心北京100101

报道了无驱动结构硅微机械陀螺,推导了输出电压方程。从方程表达式可看出,该陀螺输出信号包含旋转载体的偏航和俯仰角速度及自旋角速度的信息。通过实验说明如何在输出信号中提取相关信息,即输出信号的频率表示载体自旋角速度的平均值,... 详细信息

报道了无驱动结构硅微机械陀螺,推导了输出电压方程。从方程表达式可看出,该陀螺输出信号包含旋转载体的偏航和俯仰角速度及自旋角速度的信息。通过实验说明如何在输出信号中提取相关信息,即输出信号的频率表示载体自旋角速度的平均值,输出信号的包络表示载体偏航和俯仰角速度大小的瞬时值,输出信号的极性由输出波形的相位超前和滞后确定。最后给出该陀螺目前所达到的主要性能指标。

关键词：陀螺微机械角速度

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无驱动微机械陀螺敏感元件模态分析

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中国惯性技术学报 2014年第5期12卷 655-659页

作者：张增平张福学张伟刘宇张宁北京信息科技大学传感技术研究中心北京100101

鉴于常规微机械陀螺的驱动结构和检测结构往往需要进行频率匹配,造成带宽较窄,工艺复杂的问题,设计了一种新的微机械陀螺,安装于旋转飞行器上,利用飞行器的旋转获得角动量,敏感飞行器的偏航和俯仰横向角速度。由于没有驱动结构,所以结... 详细信息

鉴于常规微机械陀螺的驱动结构和检测结构往往需要进行频率匹配,造成带宽较窄,工艺复杂的问题,设计了一种新的微机械陀螺,安装于旋转飞行器上,利用飞行器的旋转获得角动量,敏感飞行器的偏航和俯仰横向角速度。由于没有驱动结构,所以结构简单,带宽较宽。首先基于这种巧妙的结构建立了敏感元件的振动方程。根据振动方程,扭转梁是影响质量振动模态和模态频率的关键,同时考虑到应力、残余应力的释放以及工作能力,扭转梁设计成横截面积为矩形的弧形梁,并对其抗扭刚度进行了解析推导和计算,从而确定了敏感元件的固有频率。接着利用有限元分析的方法,对其振动模态进行了仿真,仿真结果表明,敏感元件的第一模态是扭转振动,固有频率相对于解析结果的误差为9.86%。为了进一步验证,设计了静电驱动电容检测的方法,实验测试得到的谐振频率和解析值的相对误差为5.21%。仿真和实验结果与理论计算一致,表明扭转梁的设计是合理的,模态分析是正确的,而且为动态性能评估和结构优化提供了理论依据。

关键词：敏感元件扭转梁扭转刚度固有频率

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基于近钻头工程参数的钻井参数优化方法研究

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石油矿场机械 2025年第1期54卷 37-43页

作者：范进朝张涛房超刘伟许朝辉林子力庞海波中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 油气钻完井技术国家工程研究中心北京102206 北京信息科技大学北京100085 高动态导航技术北京市重点实验室北京100085

在实际钻井作业中,地面录井参数采样频率低、数据信息量少、距离钻头远,无法准确判断井下钻头工作状态,钻井参数调整主要依靠地面工程师的经验及对钻井数据的简单分析。鉴于此,开展基于近钻头工程参数测量数据的钻井参数优化方法研究。... 详细信息

在实际钻井作业中,地面录井参数采样频率低、数据信息量少、距离钻头远,无法准确判断井下钻头工作状态,钻井参数调整主要依靠地面工程师的经验及对钻井数据的简单分析。鉴于此,开展基于近钻头工程参数测量数据的钻井参数优化方法研究。建立基于ANN神经网络的机械比能、机械钻速、粘滑振动水平之间的预测模型,平均绝对误差分别为43.865、0.013、0.099。提出了基于DE-NSGA-Ⅱ算法的钻井参数优化方法,利用该方法优化后的钻井参数,实现了最大的机械钻速、最小的机械比能、最大限度地抑制井下粘滑振动等目标,并给出最终的参数优化建议,从而有利于提升钻井效率,实现安全、高效、快速钻井。

关键词：近钻头工程参数人工神经网络差分进化非支配排序遗传算法

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一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器

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振动与冲击 2016年第3期35卷 129-134页

作者：刘静静秦雷王丽坤谷传新仲超张彬龙丹北京信息科技大学理学院传感技术研究中心北京100101

提出了一种采用PVDF压电薄膜代替弯张换能器的金属外壳的新型弯张换能器,即一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器。用阻抗分析仪、激光扫描测振仪和水声测量系统分别测量了采用PVDF压电薄膜的弯张换能器的谐振频率、带宽、发送电压响应、... 详细信息

提出了一种采用PVDF压电薄膜代替弯张换能器的金属外壳的新型弯张换能器,即一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器。用阻抗分析仪、激光扫描测振仪和水声测量系统分别测量了采用PVDF压电薄膜的弯张换能器的谐振频率、带宽、发送电压响应、水平指向性。通过对比分析实验结果,可以看出该新型换能器与传统换能器一样可以将压电晶堆纵的振动转化为壳体的径向振动。

关键词：弯张换能器压电薄膜 PVDF

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堆叠压电复合材料圆环换能器研究

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哈尔滨工程大学学报 2017年第3期38卷 484-488页

作者：王宏伟王丽坤秦雷李超张浩北京信息科技大学理学院传感技术研究中心北京100192

针对目前换能器亟待扩展带宽的问题,本文通过将两个不同共振频率的圆环进行轴向堆叠产生双模态耦合的方式研制了一种宽带压电复合材料圆环水声换能器的敏感元件。该换能器敏感元件由两个压电复合材料圆环进行轴向堆叠,从而实现厚度方向... 详细信息

针对目前换能器亟待扩展带宽的问题,本文通过将两个不同共振频率的圆环进行轴向堆叠产生双模态耦合的方式研制了一种宽带压电复合材料圆环水声换能器的敏感元件。该换能器敏感元件由两个压电复合材料圆环进行轴向堆叠,从而实现厚度方向的双模耦合振动。通过径向切割压电陶瓷圆环、灌注柔性聚合物(如环氧树脂、聚氨酯等)、样品打磨、被覆电极等一系列工艺制备出压电复合材料圆环。再将制备出的相同外径、不同壁厚的压电复合材料圆环进行轴向叠堆,制备出叠堆压电复合材料敏感元件。用制备出的敏感元件通过灌注防水透声层、封装得到的换能器进行水下性能测试。测试结果显示:该换能器谐振频率为410 k Hz,-3 d B带宽达60 k Hz。实现了换能器宽带发射声波的目标。

关键词：换能器压电复合材料圆环阵轴向堆叠宽带高频

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旋转载体驱动的硅微机械陀螺误差研究

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压电与声光 2009年第2期31卷 172-174,177页

作者：文江川王领王家光张福学北京信息科技大学传感技术研究中心北京100101

根据陀螺敏感元件的动力学方程,论证了导致陀螺误差的4个不稳定参数。其中,载体旋转角速度和气体阻尼系数不稳定是主要影响参数。实验结果表明,在低气体阻尼系数情况下,陀螺由于载体旋转角速度不稳定导致输出信号的相对误差高于30%。根... 详细信息

根据陀螺敏感元件的动力学方程,论证了导致陀螺误差的4个不稳定参数。其中,载体旋转角速度和气体阻尼系数不稳定是主要影响参数。实验结果表明,在低气体阻尼系数情况下,陀螺由于载体旋转角速度不稳定导致输出信号的相对误差高于30%。根据动力学方程建立的二元回归数学模型,得到的相对误差与实验结果相吻合,即理论论证和实验验证相一致。

关键词：微机械陀螺旋转载体误差分析回归分析

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硅微机械陀螺信号非线性补偿算法及实现

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压电与声光 2009年第5期31卷 633-635,639页

作者：叶青田杨萌张福学郑娟北京信息科技大学传感技术研究中心北京100101

提出了一种适合无驱动结构硅微机械陀螺信号线性补偿的新算法,通过补偿理论分析、软件程序编写和调试、硬件电路的构建与实现、实际测试的陀螺仪输出信号和实现补偿后陀螺仪输出信号的对比,论证了该非线性补偿算法的可行性。由实验结果... 详细信息

提出了一种适合无驱动结构硅微机械陀螺信号线性补偿的新算法,通过补偿理论分析、软件程序编写和调试、硬件电路的构建与实现、实际测试的陀螺仪输出信号和实现补偿后陀螺仪输出信号的对比,论证了该非线性补偿算法的可行性。由实验结果证明了该算法的补偿误差较小,精确性很高;同时可消除由载体自转引起的陀螺信号的误差,从而完善了硅微机械陀螺信号处理系统,使陀螺实用化。

关键词：陀螺仪非线性补偿微机械无驱动结构算法

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二维微机械气体摆式加速度计与倾角传感器(英文)

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压电与声光 2010年第1期32卷 27-30页

作者：张福学赵启凤岳萍郭亨北京信息科技大学传感技术研究中心北京100101

论述了气体摆的机理,分析了密闭腔中自然对流气体的浮升力及浮升力与温度变化的关系式。该文给出了二维微机械气体摆式加速度计与倾角传感器的结构原理和信号处理电路,并通过对实际制作的两维微机械气体摆式加速度计和倾角传感器样机进... 详细信息

论述了气体摆的机理,分析了密闭腔中自然对流气体的浮升力及浮升力与温度变化的关系式。该文给出了二维微机械气体摆式加速度计与倾角传感器的结构原理和信号处理电路,并通过对实际制作的两维微机械气体摆式加速度计和倾角传感器样机进行测试。结果表明,在±7 g和±25°时,两维微机械加速度计和微机械倾角传感器的非线性度均小于1%FS。

关键词：气体摆微机械加速度计倾角传感器

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