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《大连理工大学》 2005年
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压电式电-气转换器结构设计与实验研究

王艳  
【摘要】:电-气信号转换仪表是一种完成电信号到气压信号之间转换的装置,它是自动化系统中不可或缺的信号转换关键设备。电气转换器的发展经历了机械式、电子式以及智能式三个阶段。综合分析国内外相关领域的研究现状,电子化和智能化将是电-气转换器领域发展的必然趋势。 本课题是辽宁省创新资金资助项目,也是国家科技部科技型中小企业创新基金和国家自然科学基金资助项目的延伸。本课题完成了压电式电-气转换器的性能优化,论述了压电式电-气转换器的实现方法、参数组合及关键技术,并进行了相关的理论与实验研究。 压电式电-气转换器的核心元件是电-气转换装置(转换阀),这里使用的是压电复合圆盘,对它的要求是反应灵敏、性能稳定。本文在转换装置初步设计的基础上,通过薄板小挠度弯曲近似解法中的能量法以及板的瑞利-里茨法,并借鉴压电振子的振动解法,推导出复合圆盘驱动位移模型,找到了影响复合圆盘静态弯曲位移的主要因素;最后通过实验研究,证明了所建压电双晶片弯曲位移模型的正确性。 利用正交实验得到了压电复合圆盘三个主要参数(压电陶瓷的直径、厚度以及中间铜电极的厚度)的最佳组合,大大降低了驱动电压,并且改善了压电式电-气转换器的各项性能参数。并在此过程中,优化了实验方法以及压电式电-气转换器的实现方法,从理论以及实验两方面得到了气压-电压以及位移-电压的关系。 在静态参数优化的基础上,进行了压电式电-气转换器动态性能的优化。利用ANSYS有限元分析以及实验找到了三个主要参数对于压电式电-气转换器固有频率的影响趋势,得到了三个参数的最佳组合。 通过综合考虑动态以及静态特性,得到了使压电式电-气转换器性能最佳的参数组合,大大优化了其性能,并为压电式电-气转换器的产品化打下了坚实的基础。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP21

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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7 李中强;高灵敏度声压水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 胡艳涛;轴承滚子电化学机械加工技术研究[D];大连理工大学;2010年
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【同被引文献】
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1 金国庆;新型压电式高速开关阀的研究[D];江苏大学;2003年
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【二级引证文献】
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2 李东明;孙宝元;王伟;;压电结构电气转换装置结构设计与实验研究[J];压电与声光;2008年03期
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3 王保华;热风干燥模块温、湿度控制器设计与实现[D];内蒙古大学;2011年
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7 赵帅;电—气转换器转换单元的结构设计及其电源的设计[D];大连理工大学;2006年
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【二级参考文献】
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2 四星堆;大幅面有大色彩[N];电脑报;2004年
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4 本版编辑 记者  李映 西门子VDO汽车电子中国 张京永;市场增长带动柴油机电控系统革新[N];中国电子报;2006年
5 小龟;照片级打印机选购[N];电脑报;2001年
6 孙丽;国外柴油机共轨技术谁主沉浮[N];中国工业报;2003年
7 安徽 王怀志;汽车电喷发动机中传感器的构造和工作原理[N];电子报;2000年
8 宫烨史国荣;战略性升级在即 东风朝柴力推新品迎大考[N];中国工业报;2007年
9 本报记者 张宇星;殊途同归 奥迪宝马暗战“概念车”[N];第一财经日报;2007年
10 郭长佑;微机电硅麦克风:数字化、阵列化、整合化[N];电子资讯时报;2007年
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4 郭彤;基于钹形压电复合驱动的微小管内机器人技术研究[D];浙江大学;2005年
5 华顺明;压电式粘滑精密运动机构驱动理论与实验研究[D];吉林大学;2005年
6 邵铮铮;一维ZnO纳米结构压电式纳米发电器件的研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 张丽娟;正电子湮没技术对功能材料电学性能与光催化影响的研究[D];中国科学技术大学;2013年
8 叶果;面向生物工程的精密定位机构及其动力学特性研究[D];中国矿业大学;2011年
9 孙景阳;压电式骨传导听觉装置振动器结构设计与试验研究[D];吉林大学;2010年
10 袁刚;六维加速度传感器的原理、系统及特性研究[D];重庆大学;2010年
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1 王艳;压电式电-气转换器结构设计与实验研究[D];大连理工大学;2005年
2 易果;压电纤维复合材料在船舰基本结构振动主动控制上的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 赵林;非线性振动压电式能量采集器的研究[D];大连理工大学;2012年
4 张方霞;基于ANSYS压电复合振子的模态分析[D];江西农业大学;2012年
5 张春红;压电式主动隔振器的研制[D];河海大学;2002年
6 万加桔;压电式振动能量采集器研究[D];南昌大学;2010年
7 侯向红;压电式六轴加速度传感器信号处理的研究[D];重庆大学;2007年
8 王浩宇;一种压电式四维力传感器的结构优化和多维力传感器标定方法研究[D];重庆大学;2011年
9 吕召全;多自由度压电式微位移机电系统的研究[D];合肥工业大学;2002年
10 王贝;压电式喷墨的建模与分析[D];西安电子科技大学;2009年
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