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微压电式振动能量采集器的研究进展 被引量:21
1
作者 孙健 李以贵 +2 位作者 刘景全 杨春生 何丹农 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第11期673-677,690,共6页
给出了微压电式振动能量采集器的基本工作原理和物理模型。按照压电单元结构类型的不同,将其分为单一的直线型悬臂梁、直线型悬臂梁阵列、L型悬臂梁和圆形压电膜,分别讨论了各种类型的微压电振动能量采集器的优缺点。详细介绍了国内外... 给出了微压电式振动能量采集器的基本工作原理和物理模型。按照压电单元结构类型的不同,将其分为单一的直线型悬臂梁、直线型悬臂梁阵列、L型悬臂梁和圆形压电膜,分别讨论了各种类型的微压电振动能量采集器的优缺点。详细介绍了国内外各研究小组研制的微压电式振动能量采集器的结构参数、性能及其应用现状,分析针对目前研究中存在的问题,指出如果能在分析建模、压电结构及压电材料优化方面取得实质性进展,微压电振动能量采集器作为新型供能设备在MEMS系统和低功耗无线传感网络中的应用将会具有更加诱人的前景。 展开更多
关键词 微机电系统 压电 能量采集器 悬臂梁 压电
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骨组织电学特性及其临床应用 被引量:6
2
作者 武晓刚 陈维毅 《中国组织工程研究与临床康复》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1342-1345,共4页
对骨组织而言,正常的生理活动可导致骨骼的局部变形(应变)、微观损伤、压电电位、骨小管内液体流动和流动电位。骨内电现象主要包括压电效应、动电效应和生物电,这些电生理特性被广泛的应用于骨的治疗。文章对骨组织电学特性的临床应用... 对骨组织而言,正常的生理活动可导致骨骼的局部变形(应变)、微观损伤、压电电位、骨小管内液体流动和流动电位。骨内电现象主要包括压电效应、动电效应和生物电,这些电生理特性被广泛的应用于骨的治疗。文章对骨组织电学特性的临床应用进行了综述,包括电(电磁)刺激成骨和压电膜成骨。 展开更多
关键词 电现象 电(电磁)刺激 压电 临床应用
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压电膜中聚偏二氟乙烯β相形成和含量提高的研究进展 被引量:1
3
作者 曹大若 周烨 +5 位作者 朱成 胡欣 倪亚茹 方亮 陆春华 许仲梓 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第1期1-11,44,共12页
聚偏二氟乙烯(PVDF)作为一种优秀的聚合物压电材料能够达到工业或日常应用的需求,同时还具有优良的柔韧性、耐候性、耐冲击性和生物相容性,环境适应能力强,在压电应用领域拥有巨大的市场潜力。作为一种半结晶高分子材料,PVDF的压电性主... 聚偏二氟乙烯(PVDF)作为一种优秀的聚合物压电材料能够达到工业或日常应用的需求,同时还具有优良的柔韧性、耐候性、耐冲击性和生物相容性,环境适应能力强,在压电应用领域拥有巨大的市场潜力。作为一种半结晶高分子材料,PVDF的压电性主要来源于其内部全反式TTTT构象的β相。因此,对PVDF的β相含量的提高是研究和提高PVDF压电性能的重要途径。本文旨在简要总结PVDF的β相形成和含量提高的主要策略,从原料选择、制备工艺和后处理方法等方面综述了影响PVDF中β相含量的因素,分析各种策略的优势与不足,并对未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 压电 聚偏二氟乙烯(PVDF) Β相 压电性能 共聚 共混 填料复合 掺杂改性
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PVDF/PZT混合基质膜的制备及在膜生物反应器中的应用
4
作者 孟庆伟 周玥 +3 位作者 曹鹏 汪朝晖 刘飞 崔朝亮 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期60-68,共9页
利用热致相分离(TIPS)法,以乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)为稀释剂,1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM][PF_(6)])离子液体、锆钛酸铅(PZT)为添加剂,制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/PZT混合基质膜.通过研究混合基质膜的微观结构、熔点、结晶度及压电性能等,... 利用热致相分离(TIPS)法,以乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)为稀释剂,1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM][PF_(6)])离子液体、锆钛酸铅(PZT)为添加剂,制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/PZT混合基质膜.通过研究混合基质膜的微观结构、熔点、结晶度及压电性能等,考察了PZT掺杂量对PVDF/PZT混合基质膜结构和性能的影响.结果表明,当PZT质量分数达到4%时,混合基质膜的微观结构由球晶状与致密状共同组成,致密结构会导致水通量的下降.当PZT质量分数为3%时,其孔隙率为51.4%,纯水通量为333.8 L/(m^(2)·h),机械性能较好,拉伸强度为3.53 MPa.通过高压极化,混合基质膜获得比PVDF膜更高的压电特性,用于压电膜生物反应器(MBR)时,混合基质膜的抗污染性能提高,通量较原膜增加了36.3%. 展开更多
关键词 锆钛酸铅 混合基质 生物反应器 压电 污染
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溶胶电泳沉积法制备PZT压电厚膜及其性能研究 被引量:1
5
作者 周静 李君 +2 位作者 魏长松 刘维华 陈文 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期38-41,共4页
采用溶胶-凝胶方法制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)纳米粉末,将此粉末按一定比例加入到同成分PZT溶胶中,采用溶胶-电泳沉积技术在ITO玻璃衬底上制备PZT厚膜。采用X射线衍射分析、SEM及HP4294A阻抗分析仪等对PZT膜进行了微观结构和介电性能... 采用溶胶-凝胶方法制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)纳米粉末,将此粉末按一定比例加入到同成分PZT溶胶中,采用溶胶-电泳沉积技术在ITO玻璃衬底上制备PZT厚膜。采用X射线衍射分析、SEM及HP4294A阻抗分析仪等对PZT膜进行了微观结构和介电性能测试,研究了电泳电压、热处理温度及电泳时间对PZT膜结构及膜厚的影响,结果表明,在1V电压下进行电泳,600℃热处理20min,可以得到表面均匀平整的纯钙钛矿结构PZT膜,以(110)择优取向,通过控制电泳时间可有效控制膜的厚度。获得了膜厚为30μm、介电常数达到ε33T/ε0=781、介电损耗为tanδ=0.0083、剩余极化与矫顽电场强度分别为24.6μC/cm2与61.9kV/cm铁电性能较好的PZT膜材料。 展开更多
关键词 电泳沉积 溶胶 PZT 压电
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基于压电效应的压电膜发电产品的研究
6
作者 全晓春 《甘肃科技》 2015年第20期52-54,共3页
近年来,特种材料、集成电路、MEMS设备、微型电子产品的出现,越来越成为科技发展及受人青睐的趋势,他们广泛应用于军事安全系统、医疗检测系统、环境监控系统和日常应用等领域。然而,对于这些产品的应用,传统的能源供给方式,如电池和电... 近年来,特种材料、集成电路、MEMS设备、微型电子产品的出现,越来越成为科技发展及受人青睐的趋势,他们广泛应用于军事安全系统、医疗检测系统、环境监控系统和日常应用等领域。然而,对于这些产品的应用,传统的能源供给方式,如电池和电力线等存在质量大、体积大、供能寿命有限,能量耗尽需要重复充电等供能缺陷。因此,优良的供电供能装置或产品将是未来发展的方向,基于压电效应的压电膜发电产品正是在这种背景下,利用环境中的振动能量将其转化为电能,存储后长期可为设备或产品供电。基于压电效应的压电膜发电产品具有高能量密度,无电磁干扰,而且不需要额外电源供电等优点,已成为未来供电供能领域的发展标志。 展开更多
关键词 压电效应 压电材料 压电 压电陶瓷
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微型制冷机用压电膜驱动电路的研究
7
作者 刘益才 郭方中 刘煜 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期17-19,共3页
从微型制冷机的实际研究工作需要入手,分析了压电膜驱动电路的产生机理及器件性能,以及驱动电路的组成和工作原理,最后对该驱动电路进行了实验验证,说明该电路能够满足实际实验工作的需要。
关键词 微型制冷机 压电效应 压电 驱动电路
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实验研究脉冲强激光在铝靶中诱导的冲击波 被引量:15
8
作者 李志勇 朱文辉 +2 位作者 程经毅 郭大浩 吴鸿兴 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期259-262,共4页
利用自行研制的PVDF压电膜传感器实时测量了高功率密度脉冲激光辐照到铝材料表面时在靶材中诱导的激光冲击波压力,通过对不同厚度靶板背面冲击波压力的测量获得了激光冲击波在铝材料中的衰减规律。
关键词 激光冲击波 PVDF压电 衰减规律
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强脉冲激光在AZ31B镁合金中诱导冲击波的实验研究 被引量:15
9
作者 张永康 于水生 +3 位作者 姚红兵 王飞 任爱国 裴旭 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期5602-5605,共4页
为了研究强脉冲激光在镁合金中诱导冲击波的衰减,采用Nd:Glass脉冲激光(1054nm,23ns)对AZ31B变形镁合金试样表面进行冲击,并利用响应快、测量范围大的PVDF压电膜传感器以及示波器实时测量了强脉冲激光在镁合金靶中诱导激光冲击波的相对... 为了研究强脉冲激光在镁合金中诱导冲击波的衰减,采用Nd:Glass脉冲激光(1054nm,23ns)对AZ31B变形镁合金试样表面进行冲击,并利用响应快、测量范围大的PVDF压电膜传感器以及示波器实时测量了强脉冲激光在镁合金靶中诱导激光冲击波的相对压力.根据冲击波每次在靶材背面反射时,所经过距离的不同得到激光冲击波在镁合金中的衰减规律.结果表明,在激光能量为5J的强脉冲激光作用下,镁合金中冲击波衰减的平均速度为5.83×103m/s,与镁合金中应力波纵波的传播速度相符;强脉冲激光诱导冲击波在镁合金中是以指数规律衰减的.试验所得分析结果对激光冲击强化镁合金的应用具有重要意义. 展开更多
关键词 激光 镁合金 压电传感器 衰减规律
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一种谐振式微小型机器人移动机构 被引量:8
10
作者 蒋振宇 李伟达 祝宇虹 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第4期625-628,共4页
提出了一种基于谐振机理的微小型平面移动机构,由3条弹性腿足组成,在压电膜的激励下使弹性足发生振动,足端与地面产生碰撞摩擦,驱动机构行走,具有结构简单和移动速度快的优点。首先介绍了机构的行走机理,然后利用有限元法对试验样机的... 提出了一种基于谐振机理的微小型平面移动机构,由3条弹性腿足组成,在压电膜的激励下使弹性足发生振动,足端与地面产生碰撞摩擦,驱动机构行走,具有结构简单和移动速度快的优点。首先介绍了机构的行走机理,然后利用有限元法对试验样机的弹性足进行了模态分析并建立了简化动力学模型。最后实验结果表明,该样机在10 V电压驱动下,最大速度可达23.02 mm/s,证明了模型的正确性。 展开更多
关键词 微小型移动机构 谐振 压电
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用压电聚合物构成的单极性声脉冲发生器 被引量:2
11
作者 郑飞虎 张冶文 +2 位作者 李吉晓 唐祥 夏钟福 《应用声学》 CSCD 北大核心 2003年第4期6-10,共5页
本文介绍了用阶跃电压的快速下降沿作用在PVDF压电膜上而产生的单极性声脉冲。实验结果表明,声脉冲的波形和脉冲宽度取决于PVDF压电膜的厚度,阶跃电压的下降沿宽度,以及背衬材料和声传播媒质的形状等多个因素。该声脉冲发生器所产生的... 本文介绍了用阶跃电压的快速下降沿作用在PVDF压电膜上而产生的单极性声脉冲。实验结果表明,声脉冲的波形和脉冲宽度取决于PVDF压电膜的厚度,阶跃电压的下降沿宽度,以及背衬材料和声传播媒质的形状等多个因素。该声脉冲发生器所产生的压力波脉冲的宽度约为50ns,不仅适用于固体中空间电荷的测量,也可以用于其他方面的应用,例如超声医学诊断,对材料的非破坏性的检测等。文章以该声脉冲发生器在压电压力波中的应用为例进行论述,并且所有测量结果都是通过压电压力波测试系统获得的。 展开更多
关键词 压电聚合物 单极性声脉冲发生器 PVDF压电 空间电荷 压电压力波 测量
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PVDF压电膜传感器的应用分析 被引量:3
12
作者 揭峰 《无线互联科技》 2013年第1期156-157,共2页
PVDF压电膜是一种柔软、质轻、高韧度塑料薄膜,可以根据需要制成各种形状,厚度的元件,与微电子技术结合,能制成多功能传感元件。PVDF压电膜传感器以其独特的性能在减振降噪、健康监测、形状自适应控制、损伤监测等方面发挥着重要作用。... PVDF压电膜是一种柔软、质轻、高韧度塑料薄膜,可以根据需要制成各种形状,厚度的元件,与微电子技术结合,能制成多功能传感元件。PVDF压电膜传感器以其独特的性能在减振降噪、健康监测、形状自适应控制、损伤监测等方面发挥着重要作用。压电元件的非线性是影响其使用性能进一步提高的主要因素之一。 展开更多
关键词 PVDF压电 传感器 应用
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双压电膜驱动器的有限元分析与实验研究 被引量:3
13
作者 孙立宁 刘品宽 +1 位作者 刘涛 吴善强 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第3期191-195,共5页
双压电膜是由压电材料层、环氧树脂层、金属层组成的复合板。将双压电膜组合在一起构成管内移动微小机器人的驱动器。该文以压电本构方程为基础,建立双压电膜驱动器的机电耦合的有限元模型,采用有限元分析软件对双压电膜驱动器进行静态... 双压电膜是由压电材料层、环氧树脂层、金属层组成的复合板。将双压电膜组合在一起构成管内移动微小机器人的驱动器。该文以压电本构方程为基础,建立双压电膜驱动器的机电耦合的有限元模型,采用有限元分析软件对双压电膜驱动器进行静态和模态分析,同时对驱动器静态位移与固有频率进行测试。将有限元分析与实验测试结果进行对比分析,两者的结果一致。 展开更多
关键词 压电 有限元分析 耦合场 驱动器
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一种基于粘滑运动原理的微小型机器人建模与实验 被引量:2
14
作者 李伟达 李娟 +2 位作者 胡海燕 李满天 孙立宁 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期182-189,共8页
为实现微小型机器人的精密运动定位,提出一种基于粘滑运动原理的足式微小型机器人.机器人足由双压电膜驱动,本身为空间不等截面的弹性梁结构.首先建立了柔性足的有限自由度模型和机器人系统的动力学模型.然后根据粘滑驱动中的粘滞和滑... 为实现微小型机器人的精密运动定位,提出一种基于粘滑运动原理的足式微小型机器人.机器人足由双压电膜驱动,本身为空间不等截面的弹性梁结构.首先建立了柔性足的有限自由度模型和机器人系统的动力学模型.然后根据粘滑驱动中的粘滞和滑移过程的不同特点,分别对粘滞过程的静力学与滑移过程的瞬态动力学进行了分析,得到了机器人运动位移、分辨力与驱动电压之间的关系,并分析了粘滞-滑移过程中摩擦力的变化以及足尖的状态切换过程.分析结果表明,在粘滞阶段,基体的静态位移与驱动电压近似呈线性关系,且随驱动电压的增高而增大;在滑移阶段,由于柔性足的振动及振动与摩擦力的耦合关系,足端的滑移距离及基体位移与驱动电压之间存在非线性关系.建立了机器人样机,对机器人的运动分辨力和位移响应进行了测试,实验数据显示,基于粘滑运动原理,机器人可以实现0.88μm的高运动分辨力. 展开更多
关键词 微小型机器人 粘滑原理 压电 瞬态动力学
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双压电膜驱动微小机器人控制器的研究 被引量:2
15
作者 周书华 毛傥生 +2 位作者 吴善强 朱银法 陈海初 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期561-563,共3页
设计了一种适用于双压电膜驱动的微小型机器人控制器。控制器主要由信号发生电路及高压放大电路组成。信号发生电路采用直接数字信号合成器(DDS)技术及静态随机存储器(SRAM)内存查表技术,利用硬件描述语言(VHDL)和原理图描述方法对现场... 设计了一种适用于双压电膜驱动的微小型机器人控制器。控制器主要由信号发生电路及高压放大电路组成。信号发生电路采用直接数字信号合成器(DDS)技术及静态随机存储器(SRAM)内存查表技术,利用硬件描述语言(VHDL)和原理图描述方法对现场可编程门阵列器件(FPGA)进行设计,产生的信号通过集成功率运算放大器对机器人进行驱动控制。最后进行了控制器性能测试,完成了该控制器样机的试验。 展开更多
关键词 压电 控制器 直接数字信号合成器(DDS)技术
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基于PVDF压电膜的轮胎压力发电系统设计 被引量:2
16
作者 项盛荣 《兰州工业学院学报》 2016年第5期59-63,共5页
为了提高汽车燃油的利用率,在汽车轮胎里嵌入PVDF压电膜,利用PVDF材料的正压电效应将汽车行驶时的无效机械能转换成交流电能;通过整流、滤波电路将交流电能变成直流电能,预储存于超级电容中;再通过高效率的DC/DC转换器将超级电容中的电... 为了提高汽车燃油的利用率,在汽车轮胎里嵌入PVDF压电膜,利用PVDF材料的正压电效应将汽车行驶时的无效机械能转换成交流电能;通过整流、滤波电路将交流电能变成直流电能,预储存于超级电容中;再通过高效率的DC/DC转换器将超级电容中的电能转存到蓄电池中.在轮胎压力发电系统设计中先确定出PVDF压电膜的最佳几何尺寸和电路结构,使PVDF压电膜机电能量转换效率最高并设计出低能耗传输电路,使电能传输效率最大.实验结果表明该汽车轮胎压力发电系统能有效利用机械能,具有较好的经济价值. 展开更多
关键词 PVDF压电 轮胎压力发电 机电能量转换 电能传输效率
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Study on performance of PVDF piezoelectric film for the separator in Li-ion rechargeable cell 被引量:1
17
作者 LIU YingQi LI XiuWan +1 位作者 WEI XiuCheng HE DeYan 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2013年第11期2646-2648,共3页
The properties of piezoelectric PVDF films as separators are studied in NiO/Li electrodes Li-ion power cell.The results show that the PVDF piezoelectric film with excellent insulation is suitable for the environmental... The properties of piezoelectric PVDF films as separators are studied in NiO/Li electrodes Li-ion power cell.The results show that the PVDF piezoelectric film with excellent insulation is suitable for the environmental energy harvesting application.This is attributable to the compact structure of the piezoelectric PVDF film,and which make it has low leakage current and low charge-discharge current characteristics. 展开更多
关键词 PVDF piezoelectric film Li-ion rechargeable cell SEPARATOR
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便携式道路载荷谱测试系统硬件设计 被引量:2
18
作者 李萌 纪少波 +4 位作者 王豪 王逢宝 赵同军 韩文扬 韦金城 《公路交通技术》 2018年第5期126-131,共6页
车辆超限超载现象严重危害道路基础设施,为保证公路交通的有效运营、管理和维护,设计了能够采集并存储车辆数量、车速和车辆载重的道路载荷谱测试系统。将压电膜传感器安装于道路中,车辆经过传感器时产生电荷信号,并经过电荷放大电路转... 车辆超限超载现象严重危害道路基础设施,为保证公路交通的有效运营、管理和维护,设计了能够采集并存储车辆数量、车速和车辆载重的道路载荷谱测试系统。将压电膜传感器安装于道路中,车辆经过传感器时产生电荷信号,并经过电荷放大电路转换电压信号;单片机具有AD采集功能,可以快速采集并处理输入电压信号,计算得到车辆参数信息。系统能接收地感线圈开关信号,并将车辆状态传递至单片机;设计了RS-232串口通讯电路外传测试数据并接收控制参数;设计了实时时钟电路,用于获取车辆经过时间,并随车辆数据一起存储至SD卡中。经过室外场地安装测试结果表明,测量的轴重等数据具有较好的精度,能够满足高速公路车辆动态测试的要求。 展开更多
关键词 压电传感器 运算放大器 数据采集 SD卡存储
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基于PVDF传感器的车辆动态称质量系统算法分析及应用 被引量:2
19
作者 王豪 纪少波 +4 位作者 韩文扬 韦金城 李萌 赵同军 葛智 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期9-16,共8页
为有效管理车辆超限超载,并为道路设计规划提供数据支撑,基于聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器提出一种适应高速公路动态称质量系统。针对压电膜传感器信号设计了电荷放大电路、单片机信号采集电路和SD卡存储电路等,提出用滑动平均滤波算法进... 为有效管理车辆超限超载,并为道路设计规划提供数据支撑,基于聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器提出一种适应高速公路动态称质量系统。针对压电膜传感器信号设计了电荷放大电路、单片机信号采集电路和SD卡存储电路等,提出用滑动平均滤波算法进一步处理采样信号,并对软件系统的设计流程进行了分析。为验证数据处理方案的准确性,进行了室外场地模拟试验,又进一步进行道路现场试验获取车辆载荷谱数据,通过对数据的分析得到此路段实际交通量的结构组成。试验结果表明,设计的称质量系统能够满足动态称质量的精度要求,具有较高的实际应用价值。 展开更多
关键词 压电传感器 电荷放大器 滑动滤波 轴质量 交通流量
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联网版道路轴载谱动态称重系统设计 被引量:1
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作者 韩文扬 安平 +1 位作者 苏春华 韦金城 《山东交通科技》 2020年第4期6-8,共3页
通过设计电荷放大、低通滤波及电压放大电路,对动态称重传感器采集的数据进行处理,得到车速、轴数、轴重等车辆参数,通过4G网络传输至服务器。然后进行路面模拟测试和高速公路现场实测,试验结果表明,系统可以实时采集道路轴载谱并上传... 通过设计电荷放大、低通滤波及电压放大电路,对动态称重传感器采集的数据进行处理,得到车速、轴数、轴重等车辆参数,通过4G网络传输至服务器。然后进行路面模拟测试和高速公路现场实测,试验结果表明,系统可以实时采集道路轴载谱并上传至服务器。 展开更多
关键词 压电传感器 动态称重系统 数据采集 4G传输
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