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國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)核心部件突破:從傳感器到控制器的自主化進(jìn)程

2025年05月23日 13:59:45人氣:43來(lái)源:廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司

工作原理

傳感器工作原理
以壓電式傳感器為例,其核心部件是壓電材料,當(dāng)受到外界振動(dòng)產(chǎn)生的壓力作用時(shí),壓電材料會(huì)發(fā)生壓電效應(yīng),即表面產(chǎn)生與所受壓力成正比的電荷,從而將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。MEMS 傳感器則通過(guò)微加工工藝在硅片上制造出敏感結(jié)構(gòu),如質(zhì)量塊、彈簧等,當(dāng)外界振動(dòng)時(shí),質(zhì)量塊產(chǎn)生位移,通過(guò)檢測(cè)位移變化量來(lái)測(cè)量振動(dòng)參數(shù),如加速度、速度、位移等。這些傳感器將采集到的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等預(yù)處理后,傳輸給控制器。
控制器工作原理
控制器接收傳感器傳來(lái)的振動(dòng)信號(hào),與預(yù)設(shè)的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析?;谧灾餮邪l(fā)的控制算法,計(jì)算出需要調(diào)整的控制量,如調(diào)整電磁激振器的電流大小、頻率及相位等,進(jìn)而精確控制振動(dòng)臺(tái)體在 X、Y、Z 三個(gè)軸向上的振動(dòng)輸出。例如,在正弦振動(dòng)測(cè)試中,控制器依據(jù)預(yù)設(shè)的頻率、振幅等參數(shù),生成對(duì)應(yīng)的電流控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)電磁激振器產(chǎn)生正弦波振動(dòng),帶動(dòng)振動(dòng)臺(tái)體按要求振動(dòng);在隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試中,控制器根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)譜生成隨機(jī)電流信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)臺(tái)隨機(jī)振動(dòng)輸出的精確控制。

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總結(jié)

國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)從傳感器到控制器的自主化進(jìn)程,是我國(guó)制造業(yè)與科研實(shí)力提升的有力見(jiàn)證。自主研發(fā)的高精度傳感器與智能控制器,賦予國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)性能與可靠性,在滿足國(guó)內(nèi)各行業(yè)對(duì)振動(dòng)測(cè)試需求的同時(shí),降低了設(shè)備采購(gòu)與使用成本,增強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的自主性與安全性。在航空航天領(lǐng)域,助力飛行器關(guān)鍵部件研發(fā)與可靠性驗(yàn)證,提升我國(guó)航空航天裝備的性能與安全性;在汽車(chē)行業(yè),為整車(chē)及零部件的研發(fā)、質(zhì)量檢測(cè)提供精準(zhǔn)測(cè)試手段,推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。
高精度傳感器,精準(zhǔn)捕捉振動(dòng)信號(hào)
  1. 寬頻響應(yīng)與高靈敏度:國(guó)產(chǎn)傳感器采用新型壓電材料與微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù),拓寬頻率響應(yīng)范圍,可覆蓋從低頻的數(shù)赫茲到高頻的數(shù)千赫茲,能敏銳捕捉各類(lèi)振動(dòng)信號(hào),即便微小振動(dòng)變化也能精確感知。例如在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片振動(dòng)測(cè)試中,可精準(zhǔn)探測(cè)葉片在不同轉(zhuǎn)速下的細(xì)微振動(dòng),為發(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

  1. 高穩(wěn)定性與可靠性:通過(guò)優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝,有效降低溫度漂移、零點(diǎn)漂移等問(wèn)題,確保在復(fù)雜環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。在汽車(chē)零部件振動(dòng)測(cè)試中,即使在高溫、高濕等惡劣條件下,也能持續(xù)輸出穩(wěn)定、準(zhǔn)確的振動(dòng)數(shù)據(jù),保障測(cè)試結(jié)果可靠性。

  1. 集成化與小型化:將多種功能模塊高度集成,減小傳感器體積與重量,便于在空間受限的測(cè)試場(chǎng)景中安裝與使用。同時(shí),集成化設(shè)計(jì)減少了外部連線,降低信號(hào)干擾風(fēng)險(xiǎn),提高系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。在電子設(shè)備內(nèi)部的微小零部件振動(dòng)測(cè)試中,小型化傳感器可直接安裝在零部件表面,精準(zhǔn)測(cè)量其振動(dòng)特性。

 

 

 


概述
三軸振動(dòng)臺(tái)通過(guò)在 X、Y、Z 三個(gè)軸向同時(shí)施加振動(dòng)激勵(lì),精準(zhǔn)模擬產(chǎn)品在實(shí)際工況中面臨的振動(dòng)狀況。其核心部件傳感器負(fù)責(zé)感知振動(dòng)信號(hào),將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出;控制器則依據(jù)預(yù)設(shè)程序與傳感器反饋,對(duì)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率、振幅、加速度等參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)控。實(shí)現(xiàn)這兩大核心部件的自主化,是提升國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)性能、降低成本、保障產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈安全的關(guān)鍵所在。國(guó)內(nèi)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)歷經(jīng)多年攻堅(jiān),在材料研發(fā)、制造工藝、控制算法等方面取得創(chuàng)新性成果,逐步打破壟斷。
 

 

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