基于负刚度磁弹簧的超低频振动速度传感器的设计与性能分析
2021-11-06周振华傅逸轩杜荣华
仪表技术与传感器 2021年10期
周振华,傅逸轩,杜荣华
(1.长沙理工大学汽车与机械工程学院,湖南长沙 410114;2.机械装备高性能智能制造关键技术湖南省重点实验室,湖南长沙 410114;3.工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室,湖南长沙 410114 )
0 引言
在超精密减振、桥梁检测和地震学等领域中,对于超低频振动信号的检测一直受到高度重视[1]。如何有效地检测到超低频振动信号已成为了超精密减振技术的核心之一,例如天棚阻尼隔振控制方法需要精确地检测振动速度信号以进行反馈控制[2],同时在地质勘探和地震学中,精确地检测到超低频振动信号有利于扫描地质结构[3]。目前超低频振动信号的检测主要采用磁电式速度传感器,由于其频响特性为典型的高通特性,同时受其机械结构刚度和共振质量、体积的制约,无法实现对超低频振动信号的检测[4],因此如何降低速度传感器的下限测量频率是关键。
近年来,由于负刚度能够降低系统刚度,因此在低频超低频减振领域中得到了广泛的应用。李爽等提出双环永磁体负刚度结构,以降低隔振器的固有频率[11]。N. Zhou等设计一种永磁体和电磁铁组成可调负刚度结构,用于被动和半主动隔振[12]。高双等开发一种欧拉屈服梁负刚度结构的隔振器,分析了激励幅值、阻尼等参数对系统传递率的影响[13]。刘兴天等提出一种欧拉屈服梁负刚度结构的隔振器,分析了激励幅值和载荷对隔振器性能影响[14]。A. Carrella通过一对斜弹簧设计了负刚度结构,主要讨论了负刚度隔振器的非线性特性[15]。……
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