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压电传感器在微定位系统中的应用与优化
目录
一、文档简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2微定位系统发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.3压电传感器技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.4本课题研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
二、压电传感器原理及特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.1压电效应基本理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.2常见压电材料类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.3压电传感器结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.4压电传感器关键性能指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.4.1灵敏度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.4.2响应频率范围．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.4.3线性度评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.4.4稳定性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
三、压电传感器在微定位系统中的集成方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
3.1微定位系统基本构成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
3.2压电传感器在位移检测中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
3.3压电传感器在角度控制中的运用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3.4压电传感器与其他传感器的协同工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
四、压电传感器在微定位系统中的性能优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
4.1提升传感器信号采集精度的方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
4.1.1信号调理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
4.1.2高分辨率数据采集策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
4.2增强传感器抗干扰能力的措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
4.2.1硬件屏蔽与接地设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
4.2.2数字滤波算法应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
4.3改善微定位系统动态响应性能的策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
4.3.1控制算法优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
4.3.2压电陶瓷驱动方式改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
4.4提高系统长期稳定性的途径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
4.4.1材料老化问题研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
4.4.2温度补偿技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
五、实验验证与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.1实验平台搭建方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
5.2压电传感器性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
5.3优化后微定位系统性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
5.4实验结果对比分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
六、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
6.1研究工作总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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