微天平用无铅压电体谐振频率温度补偿研究

论文摘要

针对现有催化燃烧式瓦斯传感器气体选择性差等不足,试制研发无铅压电式微天平传感器。但压电陶瓷固有的频率-温度系数特性,使其谐振频率出现漂移,影响精度。故依据压电陶瓷及器件结构特征,对其谐振频率特性进行补偿,以满足谐振器高精度、高稳定性等实际需求。通过有限元分析与试验方法确定了NKBT无铅压电陶瓷典型谐振体在获得单一谐振频率时的主要尺寸比例关系;然后基于实验测试结果,建立了频率温度漂移量与温度的函数关系,计算出频率温度系数,并利用试验检测了其精确性;最终通过推导获得了无铅压电陶瓷NKBT的补偿算法,该算法可以对微天平测量系统进行补偿。结果表明,对于两种压电振子,线性函数关系具有较好的效果,补偿后径向伸缩振动和横向伸缩振动谐振频率的相对误差分别为5.5%和6.8%,补偿效果良好。

论文目录

• 1 谐振体几何参数优化
•   1.1 谐振体谐振频率的测定
•   1.2 模态分析与几何参数确定
• 2 谐振体频率温度特性研究
• 3 谐振体频率偏移补偿算法优化
•   3.1 频率温度函数建立
•   3.2 曲线验证
•   3.3 微天平系统频移-温度关系补偿算法
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 马万里,杜慧玲,史翔,杜娴

关键词: 无铅压电陶瓷,频率温度系数,微天平,传感器,补偿算法

来源: 电子元件与材料 2019年04期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治,自动化技术

单位: 西安科技大学材料学院

基金: 国家自然科学基金(51372197),陕西省重点科技创新团队基金资助项目(2014KCT-04)

分类号: TP212;TD712.55

DOI: 10.14106/j.cnki.1001-2028.2019.04.004

页码: 26-31

总页数: 6

文件大小: 2521K

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