压电陶瓷电致伸缩系数文献综述
河北科技师范学院本科毕业论文文献综述
院（系、部）名称：物理系
专业名称：物理学
学生姓名：***
学生学号：1112120115
指导教师：***
2016 年 1 月 5 日
摘要
压电陶瓷是一种具有压电效应功能的陶瓷材料，已被用于许多领域。本文主要对压电陶瓷的特性、电致伸缩材料研究的新进展、微小形变的测量方法进行了综述。同时简要介绍了压电陶瓷电致伸缩系数的测量。
关键词：压电陶瓷；电致伸缩；微小位移
1引言
1.1研究意义
伴随着科技的迅猛发展, 在电子学、光学、精细加工、航空航天及扫描隧道效应和小型电机显微镜等技术领域迫切需要亚微米级的微位移技术。如光通讯聚焦技术、大规模集成电路设备、移动微电机等。由于温度、振动和噪音等环境因素拢动, 都会造成位置偏差,要达到亚微米超情控制还是很困难的［1］。在各种微位移器中以电致伸缩微位移器性能突出( 具有施加电压低、位移量大、滞后小、重复性好、无老化等特点), 从而引起人们高度重视。而压电陶瓷具有良好的电致伸缩性能。因此对于压电陶瓷电致伸缩的研究成了人们关注的焦点。
1.2国内外研究现状
BaTiO
3
是最早的有实用价值的压电陶瓷，具有可制成任意形状和任意极化方向等优点。50‐80年代期间，锆钛酸铅问世，极化时可获得高压电活性和高介
电常数，压电常数是BaTiO
3的两倍
。
内野等人对电致伸缩材料及其力学性质进行
了细致的研究［2-3］。张涛等人研究了压电陶瓷的特性[4-5]。80年代以来，发展了两种新型的PbTiO
3
陶瓷。改良的陶瓷具有强的压电各向异性的优点，优于PZT和PT。孙立宁、王裕斌等人研究了电致伸缩及其应用[6-7]。90年代初，通过米用所研制的H R P D 系列压电/ 电致伸缩陶瓷驱动电源对W T D S 一I 电致仲缩微位移器进行了实验研究, 得出来用电极化强度控制的方法使电致伸徽位移器的迟滞由原来的15 % 减小到1 %, 蠕变由原来的1 0 % 减小到1%, 并实现位移输出的线性化[8-9]。从20世纪60年代起国内外的科研人员就开始了对铌酸盐和钛酸盐为主的钙钛矿结构无铅压电陶瓷的研究本文主要就压电陶瓷电致伸缩系数的测量进行了研究[10-12]。
2压电陶瓷的特性
压电陶瓷与电致伸缩陶瓷均属于电介质，而电介质在电场作用下会产生逆压
电效应和电致伸缩效应。电致伸缩效应是指电介质在电场的作用下由于感应极化作用引起应变,且应变与电场方向无关,应变的大小与电场的平方成正比。可用如下公式表示：
2ME dE s += （1）
电极化的强弱用电极化强度P 来表示
∑?=V
ql
P （2） P 是单位体积内电偶极矩p 的矢量和。在极化时在电场方向上电极化强度与压电陶瓷和电致伸缩陶瓷机械应变的数学关系为：
2QP S =电致 （3）
由静电学理论可知, 电极化强度与电场强度的关系可表示为；
E P e 0εχ= （4）
电极化率与电介质的介电常数的关系为：
e r χε+=1 （5）
将（5）代入（4）得
()E P r 01εε-= （6）
式中
e
χ---电极化率
ε---真空介电常数
2.1位移特性
经过极化处理的压电陶瓷,当外电场撤出后,往往有剩余极化存在,电介质在电容器极板电荷e 0 产生的电场中可以等效为一个大电偶极子,同时压电陶瓷叠片可以等效为一弹性体因而有：
2QP gP l +=? （7）
2ME dE l +=? （8）
（l ? 为压电陶瓷的伸长量;E 为压电陶瓷的内部电场强度;P 为压电陶瓷的内部电极化强度;）( 7)式表明了压电陶瓷位移量与电极化强度之间的关系；(8)式表明了压电陶瓷位移量与电场强度之间的关系,即压电陶瓷位移量与所加电压之间的关系(d U E /= )。
2.2 出力--位移特性
由于压电陶瓷是具有有限刚度的弹性体,因而在受到外力后要被压缩,压电陶瓷被压缩后的 位移可以表示为:
b K F L L /'0+?=? （9）
其中F 为压电陶瓷所受到力, 拉力为正, 压力为负。受到拉力的场合压陶瓷必须有预紧力,否则压电陶瓷将因不能承受拉力而损坏。如图1所示为压陶瓷的输出力和位移间的关系曲线,在空载的情况下压电陶瓷的输出位移为最大输出位移,在最大输出力的作用下,压电陶瓷的输出位移将为零。
图1 压陶瓷的输出力和位移间的关系
2.3温度特性
在高精度定位及某些特殊应用场合,压电陶瓷的温度特性也是不容忽视的。压电陶瓷的温度特性主要表现在两个方面:
2.3.1线膨胀
这是指压电陶瓷随着温度的变化而伸长的特性,由于叠堆型压电陶瓷是由多片压电陶瓷片粘接而成,因而其线膨胀系数既受压电陶瓷片的影响,也受陶瓷片之间连接材料的影响。
2.3.2温度对压电/电致伸缩效应的影响
压电/电致伸缩陶瓷的输出位移随着温度的增加而减小,压电陶瓷的减小幅度较小,在0℃～ 50℃范围内仅减少5% ～ 8% ,电致伸缩陶瓷减小幅度较大,在0℃～ 50℃范围内减小量在65%。压电/电致伸缩陶瓷的迟滞也随温度而变化,压电陶瓷的变化较小,电致伸缩陶瓷的变化较大。电致伸缩陶瓷的温度特性限制了其在高精度定位领域的应用。
2.4迟滞特性
压电/电致伸缩陶瓷在光学、精密加工等领域得到广泛应用,但是由于其存在迟滞、蠕变及非线性等缺点[13-17],给其控制带来了困难,而且在很多场合压电元件都被当作线性元件使用。
3测量方法
要测量电致伸缩系数，本质是测量微小位移。测量微小位移方法大致有云干涉法、激光干涉法、数字散斑相关法、电容法、光杠杆法、差动光程差倍增法、迈克尔逊干涉仪测量法[18-29]等。
3.1光学测量
3.1.1 迈克尔逊干涉仪测量
迈克尔逊干涉仪是一种在近代物理和近代计量技术中有着重要影响的光学仪器【29】。用于测量微小位移，精密度较高[30]。用激光器作为光源,须用扩束镜,可使视场范围增大,观察到更多的条纹[31]。
当在压电陶瓷的内外表面上加上电压时, 在内外表面间便形成电场, 这时压电陶瓷会在纵向发生形变.设设用E 表示圆管内外表面加上电压后, 在内外表面间形成的径向电场的电场强度, 用S 表示圆管轴向的应变, α表示压电陶瓷的电致伸缩系数, 于是
E S α= （10）
若压电陶瓷的长度为l , 加在压电陶瓷内外表面的电压为U , 加电压后的长度增量为l ?, 圆管的壁厚为t ?(均以mm 为单位), 则按上式有
t
U
l l S ?=?=
α （11） 所以
U
t
l l ???=
α （12） 如图2，将压电陶瓷固定在反射镜架上，将迈克尔逊干涉仪调到可观察屏0p 上
的同心圆干涉条纹.改变加在压电陶瓷外表面上的电压, 使其由零伏逐渐上升, 干涉条纹便由中心向外移动( 假定此时光程差增大), 若电压上升到V 时, 条纹中心正好冒出m 个条纹, 那么压电陶瓷的伸长即为
2
λ
m
l =? （13）
代入（3）得
lU
t m
2?=λα
于是
U t
l
m αλ?=
2 （14） 画出m 与U 的图像，求出斜率便可求出α。
3.1.2 差动光程差法
如图3所示, M 1 ,M 2 和M 0 为相互平行的反射镜, 且镜面与微小位移方向垂直, M 0 可沿微小位移方向运动.He-Ne 激光器发出的激光经分束镜P 1 分成光强
相等的2 束光L1 和L2。.L1 以θ角入射, 经定镜M1 反射后到达动镜M0 再反射回M1 , 如此在M1 和M0 之间反复反射.L1 在动镜M0 上反射N 次后反射回M1 , 最后通过分束镜P2 .同理, 从P1 反射的光线L2 也在M0 上反射N
次后
图3 差动光程差倍增干涉装置
经M2 反射到分束镜P2 上, 经P2 反射后与L1 的透射光线平行射进凸透镜, 2 束光汇聚在F , 两者相干, 产生干涉条纹。经分析求出微位移
θ
λ
sin 4N n L =
? （15）
3.2电容法
电容法电致伸缩特性测试装置光学杠杆法测量系统总体示意图如图4所示, 包括可调高压电源、固定基座、三维微位移台、高压正负极板、待测薄膜、励磁线圈组、微位移传感电容及其测试控制电路。系统工作时, 高压电源将强电场加载在待测薄膜上, 薄膜产生应变, 微位移传感电容测量出对应的微位移;在进行材料受力负载情况下的电致伸缩系数研究时, 通过驱动线圈产生力负载;研究材料驱动力时, 用驱动线圈抵消强电场产生的微位移或产生等效微位移, 间接测量材料的驱动力。
通过双束激光干涉仪对多种不同具有电致伸缩特性的聚合物样品在外电场作用下的纵向和横向应变分别做了表征, 场强与应变的关系都显示为典型的二次曲线:
2RE d = （16）
式中：d 为应变;R 为应变系数;E 为场强应变, 场强包括横向和纵向2个方向的关系。
电致伸缩应变产生的微位移为：
图4 电容法电致伸缩特性测试装置组成图
2
102010???
?
??===-=?X U R X XRE d X X X X （17）
4 本文主要工作
本论文主要运用光学测量法，根据压电陶瓷的电致伸缩性质，在陶瓷两端分别加正负电压，使压电陶瓷产生微小位移。运用迈克尔干涉仪，产生微小位移时相干光产生光程差，从而导致波纹的移动。推导出施加电压U 与条纹移动的关系式，从而求压电陶瓷的电致伸缩系数。
参考文献
[1]秦效慈，余尚．电致伸缩材料研究的新进展[J]．压电与声光，1996，18(2)：129-133． [2]内野，野村昭一郎．新型电致伸缩材料[J]．1981，4：61-68．
[3]戴英明 .大电致伸缩陶瓷材料的力学性质研究[J]．压电与声光，1987，9(1)：8-13. [4]张涛，孙立宁,蔡鹤皋 .压电陶瓷基本特性研究[J].光学精密工程，1998，6(5)：26-32． [5]王晓慧，袁哲俊，两种压电陶瓷微位移器的特性分析与实验对比[J]．压电与声光，1944，
16(1)： 40-43．
[6]孙立宁，张涛，蔡鹤皋，等，压电/电致伸缩陶瓷控制模型归一化的研究[J]．哈尔滨工业
大学学报， 1998，30(5)：4-7．
[7]王裕斌．关于电致伸缩方程[J]．压电与声光，1986，6(2)：19-20．
[8]孙立宁，安辉，蔡鹤皋．改善电致伸缩陶瓷微位移器性能的研究[J]．中国机械工程，1994，
5(2)： 6-7
[9]赖文学．电致伸缩陶瓷致动器及其应用[J]．压电与声光，1987(9)：17-24．
[10]赵亚，李全禄，王胜利，等．无铅压电陶瓷的研究与应用进展[J]．硅酸盐通报，2010，
29(3)： 616-626．
[11]赁敦敏，肖定全，朱建国．铌酸盐系无铅压电陶瓷的研究与进展-无铅压电陶瓷20年专
利分析之
四[J]．功能材料，2003，34(6)：615-618．
[12]赵莹．铋层状结构无铅压电陶瓷的制备技术与性能研究[ D]．西安：西安科技大学硕士
学位论文，2008．
[13]李黎，刘向东，王伟，等．压电陶瓷执行器迟滞特性的广义非线性Preisach 模型及其数
值实现
[J]．光学精密工程．2007，15(5)：706-712．
[14] HUH，GEORGIOUHMS，BEN-MRADR．Enhancement of tracking ability in piezoceramic
actuatos subject to dy namic excitation conditio ns [J]．IEEE/ ASME Transact .Mechatronics 2005，10(2)：230-239．
[15] 王岳宇，赵学增．补偿压电陶瓷迟滞与蠕变的逆控制算法[J]．光学精密程，2006，14(6)：
1032-1040．
[16] 李春涛，谭永红．迟滞非线性系统的建模与控制[J]．控制理论与应用，2005，22(2)：
281-287．
[17]GEP，JOUANEHM．Gener alized Preisach mo del fo r hystere sis nonlinearity of
piezoceramic actuator [J]．Precision Engineering，1997，20(2)：99-111．
[18]白辰阳，桂治轮，李龙土．云纹干涉法测量弛豫铁电陶瓷的电致伸缩应变[J]．压电与声
光，1997，19(3)：203-207．
[19]林仁荣．用激光干涉法测量电致伸缩系数[J]．物理实验，2009，29(6)：4-7．
[20]陈凡秀，丛羽奇，林保平，等．数字散斑相关在电致伸缩效应测量中的应用[J]．仪表技
术与传感器，2006(6)：52-54．
[21] 吴剑锋，李建清，宋爱国，等．基于电容法的电致伸缩材料特性测试装置[J]．仪表技
术与传感器，2998(3)：85-97．
[22] 吴剑锋，李建清，林保平．光学杠杆法测量电致伸缩材料应变研究[J]．测控技术，2007，
26(11)：68-70．
[23] 江立辉，蔡春潮，梁建波，等．差动光程差倍增法测量微小位移[J]．物理实验，2009，
(6)：298-14．
[24] 吴振德，江一德．用迈克尔逊干涉仪测量压电陶瓷的电致伸长系数[D]．华东师范大学．
[25]何启浩．激光散斑二次曝光干涉法测量微小位移和形变[J]．西南民族大学学报．自然科
学版，2003，29(3)：334-337．
[26]王永昭．光学全息[M]．北京：机械工业出版社，1981，269－274．
[27]杨静，陈晓花，潘晨．用激光双光栅法测量微小位移的实验研究[J]．2012，32(3)：42-48．
[28]易明．几种位相光栅微小位移[ M]．南京：南京大学出版社，1995．
[29]王景衡，吴柳庭．对迈克尔渺千涉仪调书方法的改进[J]．天津职业大学学报，2000(3)，
47-48．
[30]金清理．迈克尔逊干涉仪补偿镜的校准方法[J]．温州师范学院学报，自然科学版，1999，
20(3)：29-31．
[31]杨建荣，毛杰健．调节使用迈克尔逊干涉仪的几个问题[J]．上饶师范学院学报，2003，
20(3)：31-33．
(完整版)工业机器人文献综述
工业机器人文献综述 生产力在不断进步，推动养科技的进步与革新，以建立更加合理 的生产关系。自工业革命以来，人力劳动己经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并己经成为时代的主旋律。 1.工业机器人的发展： 1.1 机器人概念的诞生 机器人技术一词虽然出现的较晚，但这一概念在人类的想象中却早已出现。自古以来，有不少科学家和杰出工匠都曾制造出具有人类特点或具有动物特征的机器人雏形。我国西周时期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早的涉及机器人概念的文章记录，此外春秋后期鲁班制造过一只木鸟，能在空中飞行，体现了我国劳动人民的智慧。机器人一词由捷克作家--卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首次提出，剧中描述了一机器奴仆Robot。此次Robot被沿用下来，中文译成机器人。1942年美国科幻作家埃萨克.阿西莫夫在他的科幻小说《我.机器人》中提出了“机器人三大定律”，这三大定律后来成为学术界默认的研发原则。现代机器人出现于20世纪中期，当计算机技术出现，电子技术的进步，数控机床的出现及与机器人相关的控制技术和零件加工技术的成熟，为现代机器人的发展打下了基础。 1.2 国内机器人的发展史 在我国目前采用工业机器人的行业主要有汽车行业、摩托车、电 器、工程机械、石油化工等行业。我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，对于工业机器人的需求量在逐年增加，从而吸引了大批工业机器人的制造商，加快了我国工业机器人技术的发展第一阶段是20世纪80年代，我国为t跟踪国际机器人技术的道路，当时以原机械工业部为主，航天工业部等部门联合组织国内的相关研究单位开展了工业机器人的研究，先后推出了弧焊、点焊、喷漆等多种工业机器人。直到90年代，通过国家863计划等的K77，我国具备t独!)设计不}}生产工业机器人的能力，培养了一批高水平的研究生产队伍进入21世纪，中国的工业机器人发展进入t一个崭新的阶段，其中最大的特点是以企业为主体，以市场为导向、赢利为目标的机器人产业开发群体止在形成。尽管国外大的工业机器人公司为了占领中国不断扩大的市场，加大了其在中国的经销力度，但是中国的机器人企业以自己独有的市场信息优势、售前售后的服}}c势、针对中国企业的工艺特点的专门化设计优势努力争取自己的市场地位随养全球经济的一体化发展，世界制造中心向中国转移的趋势，中国工业机器人的产业会快速的发展起来，特别重要的是研制单位必须和需求紧密结合，让机器人走进工厂，实现真止的产业化。 经过20多年的探索，我国的工业机器人自动化技术取得t长足的发展，但是与世界发达国家相比，还有不小的差距;机器人应用工程起步也较晚，应用领域窄，生产线系统技术落后随养我国制造业-尤其是汽车行业的发展，对工业机器人的需求日益增长，工业机器人的拥有量远远不能满足需求量。尤其是基础零部件和元器件生产和制造、机器人可靠性以及成木等问题，都存在很多问题。尤其在大负载工业机器人方而，不仅产品长期大量依靠从国外引进，在维护、更新改造方而对国外的依赖也相当严重。 1.3国内外工业机器人的发展方向
风电功率预测系统功能要求规范
风电功率预测系统功能规范 （试行） 国家电网公司调度通信中心
目次 前言...................................................................... III 1范围. (1) 2术语和定义 (1) 3数据准备 (2) 4数据采集与处理 (3) 5风电功率预测 (5) 6统计分析 (6) 7界面要求 (7) 8安全防护要求 (8) 9系统输出接口 (8) 10性能要求 (9) 附录A 误差计算方法 (10)
前言 为了规范风电调度技术支持系统的研发、建设及应用，特制订风电功率预测系统功能规范。 本规范制订时参考了调度自动化系统相关国家标准、行业标准和国家电网公司企业标准。制订过程中多次召集国家电网公司科研和生产单位的专家共同讨论，广泛征求意见。 本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、信息要求、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。 本规范由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责解释； 本规范主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司。 本规范主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、石永刚、范国英、郭雷。
风电功率预测系统功能规范 1范围 1.1本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、数据准备、数据采集与处理、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。 1.2本规范用于指导电网调度机构和风电场的风电功率预测系统的研发、建设和应用管理。 本规定的适用于国家电网公司经营区域内的各级电网调度机构和风电场。 2术语和定义 2.1 风电场 Wind Farm 由一批风电机组或风电机组群组成的发电站。 2.2 数值天气预报 Numerical Weather Prediction 根据大气实际情况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。 2.3 风电功率预测 Wind Power Forecasting 以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型，以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入，结合风电场机组的设备状态及运行工况，得到风电场未来的输出功率；预测时间尺度包括短期预测和超短期预测。 2.4 短期风电功率预测 Short term Wind Power Forecasting 未来3天内的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。 2.5 超短期风电功率预测 ultra-short term Wind Power Forecasting 0h~4h的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。
风力发电机文献综述
毕业设计文献综述 题目：立轴风力发电机 学生姓名：李春鹏学号：090501224 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：刘恩福 2013年2月27日
一、摘要 风能利用技术的快速发展已使风能成为目前最重要的一种可再生资源。现有的风能转化系统大部分将风能通过风力机装置转化为机械能，然后通过电机转化为电能，通常风力机按风轮旋转轴在空间的方向，分为水平轴风力机（HorizontalAxis Wind Turbine简称为HAWT）和立轴风力机（Vertical Axis Wind Turbine简称为VAWT）两大类，达里厄型（Darrieus）风力机为立轴风力机的典型机型。立轴风力机由于其结构和气动性能的独特优势，越来越被人们重视。变速风力机可以在很大的风速范围内工作，而且能最大限度的捕获风能，提高风力发电机的效率，而成为当前该领域的研究热点。本文以大型变速立轴风力机为研究对象，风力机为典型的达里厄型风力机，直接驱动永磁同步电机发电。通过建立风力机气动性能评估模型、传动系统模型、电机以及控制系统的模型，并在MATLAB/SIMULINK进行仿真模拟，得到风力机在各种工况下的运行情况，并实现了最大风能追踪的算法。 变速风力发电机提高了风能利用率，但增加了控制系统的难度，本文对最大风能追踪策略的理论进行分析研究。分析了达里厄型风力机的气动性能评估模型，该模型是基于叶素动量理论的双多流管模型，考虑了达里厄型风力机旋转时叶片对风轮下盘面流动干涉的特性，以及翼型动态失速、气动阻力的影响，对1MW达里厄型风力机进行计算分析，得到了该风力机的气动性能，如风力机在各风速下的气动转矩与转速的关系，以及在各风速下的气动功率与转速的关系，为仿真模拟提供基础。根据仿真的需要分别建立了风力机传动系统模型、永磁同步电机模型、最大功率跟踪算法等模型。永磁同步发电机在同步旋转轴下建立，并对同步电机的解耦控制做了分析，最大功率跟踪算法采用尖速比控制方法。最后在MATLAB/SIMULINK中且搭建了整个系统的仿真模型，对1MW 达里厄型风力机低风速气动、高风速刹车、额定风速下变风速运行等工况进行了仿真模拟。通过模拟得到风力机在各种工况下的运行情况，实现了最大风能追踪的算法，采用尖速比的控制方法追踪最大风能的效果显著，为进一步立轴风力发电机控制系统的设计提供依据。 ABSTRACT The rapid progress on wind energy conversion technology has made wind energy tobe one of the most important renewable and sustainable energy.Current wind energy conversion system translates the wind energy to mechanical energy by wind turbine,and then converts it to electricity by generator.According to the direction of the revolving shaft in space,wind turbine includes two types,one is horizontal axis wind turbine(HAWT for short),and the other is vertical axis wind turbine(VAWT for short),thevertical axis wind turbine is famous for Darrieus type.There has been growing attention to vertical axis wind turbine for its unique structural and aerodynamic advantages.As variable speed wind turbine works at larger ranger of wind speed,utilizes much more wind energy,Improve the efficiency of wind turbines.So it has become the hot topic in the field.This paper is basic on large variable speed vertical axis wind turbine.The wind turbine is Darrieus type,and it dives permanent magnet synchronous generator directly.Through establishment of aerodynamic performance evaluation model,dive-train model,generator and control system model,and simulating of the wind turbine system model in MATLAB/SIMULINK,we can obtain the performance of wind turbine in a variety of conditions,and achieve the algorithm of Maximum Power Point Tracking. Although variable speed wind turbine Improve the efficiency it Increase the difficulty of the control system.The Maximum Power Point Tracking control Strategy theory is analyzed in this paper.The aerodynamic performance evaluation model is established,it's the double-disk multiple stream-tube model in the framework of blade element momentum theory,the airfoil dynamic stall effect and aerodynamic losses were included.we obtained the aerodynamic performance by calculating for the1MW Darrieus vertical axis wind turbine,such as the relationship between aerodynamic torque and rotating speed at different wind speed,the relationship between aerodynamic power and rotating speed at different wind
滚动轴承状态监测
轴承故障诊断 1.1、轴承状态检测的意义： 伴随着科学技术的发展，现代化设备日趋大型化、自动化和连续化。设备一旦发生故障将给产品的质量、乃至人员的生命安全构成严重威胁，因此，企业在设备的维护中花费了大笔费用，以保证其安全运行，如今，保证设备的正常运行，最大限度的减少费用，保证安全，设备故障诊断无疑成为解决这些问题的重要手段。例如滚动轴承，作为机电系统中非常重要的零件，同时又是极易受损的零件，而滚动轴承的状态对工业生产、交通运输等很多方面有很多影响。对于工业生产来说，如果能随时地检测到轴承的工作状态，并进行恰当的维护，将会给生产带来更大的经济效益。然而对于交通运输来说，只有保证列车滚动轴承工作在良好的状态下，才能保证旅客的安全，以及运输系统的正常运作。据统计，在使用滚动轴承的大多旋转机械中，约30%的机械故障是由滚动轴承造成的。文献①，由于设计不当和安装工艺不好或者是使用状态不佳，或突发载荷的影响，使轴承在正常运行一段时间之后，产生缺陷，并且在继续运行中进一步恶化，使轴承的运行状态发生变化。因此，对轴承故障的诊断就显得十分重要。 1.2、轴承状态检测常用方法： 1.2.1、温度法：用温度传感器检测轴承座或轴承外的箱体处的温度，来判断轴承的工作状态是否正常。温度检测对轴承载荷、速度和润滑情况的变化比较敏感，尤其对润滑不良而引起的轴承过热现象很敏感。但是，当轴承出现早期点蚀、剥落、轻微磨损等比较微小的故障时，温度检测就无能为力了。因此，这一方法有其明显的不足。文献① 1.2.2、油样分析法：从轴承所使用的润滑油中取出油样，通过收集和分析油样中金属颗粒的大小和形状来判断轴承的受损情况。但是这种方法只适用于润滑有轴承，对于脂润滑来说，就不适用了。同时，可能受到从外围部件上掉下的颗粒的影响，使判断结果的准确性受影响。这种方法也有其局限性。文献① 1.2．3、振动信号分析法：通过安装在轴承底座或箱体恰当位置上的振动传感器检测轴承的振动信号，并对采集到的信号进行分析和处理来判断轴承的状态，振动法具有如下优点：
压电陶瓷测量原理..
压电陶瓷及其测量原理 近年来，压电陶瓷的研究发展迅速，取得一系列重大成果，应用范围不断扩大，已深入到国民经济和尖端技术的各个方面中，成为不可或缺的现代化工业材料之一。由于压电材料的各向异性，每一项性能参数在不同的方向所表现出的数值不同，这就使得压电陶瓷材料的性能参数比一般各向同性的介质材料多得多。同时，压电陶瓷的众多的性能参数也是它广泛应用的重要基础。 （一）压电陶瓷的主要性能及参数 （1）压电效应与压电陶瓷 在没有对称中心的晶体上施加压力、张力或切向力时，则发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端将出现正负电荷，这一现象称为正压电效应；反之，在晶体上施加电场时，则将产生与电场强度成比例的变形或机械应力，这一现象称为逆压电效应。这两种正、逆压电效应统称为压电效应。晶体是否出现压电效应由构成晶体的原子和离子的排列方式，即晶体的对称性所决定。在声波测井仪器中，发射探头利用的是正压电效应，接收探头利用的是逆压电效应。 （2）压电陶瓷的主要参数 1、介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何电介质的重要品质指标之一。在交变电场下，电介质所积蓄的电荷有两种分量：一种是有功部分（同相），由电导过程所引起；另一种为无功部分（异相），由介质弛豫过程所引起。介质损耗是异相分量与同相分量的比值，如图 1 所示，C I 为同相分量，R I 为异相分量，C I 与总电流 I 的夹角为δ，其正切值为 CR I I C R ωδ1 tan == 其中ω 为交变电场的角频率，R 为损耗电阻，C 为介质电容。
图 1 交流电路中电压-电流矢量图（有损耗时） 2、机械品质因数 机械品质因数是描述压电陶瓷在机械振动时，材料内部能量消耗程度的一个参数，它也是衡量压电陶瓷材料性能的一个重要参数。机械品质因数越大，能量的损耗越小。产生能量损耗的原因在于材料的内部摩擦。机械品质因数m Q 的定义为： π2 的机械能 谐振时振子每周所损失能谐振时振子储存的机械?=m Q 机械品质因数可根据等效电路计算而得 11 1 11 R L C R Q s s m ωω= = 式中1R 为等效电阻（Ω），s ω 为串联谐振角频率（Hz ），1C 为振子谐振时的等效电容（F ），1L 为振子谐振时的等效电感。m Q 与其它参数之间的关系将在后续详细推导。 不同的压电器件对压电陶瓷材料的m Q 值的要求不同，在大多数的场合下（包括声波测井的压电陶瓷探头），压电陶瓷器件要求压电陶瓷的m Q 值要高。 3、压电常数 压电陶瓷具有压电性，即在其外部施加应力时能产生额外的电荷。其产生的电荷与施加的应力成比例，对于压力和张力来说，其符号是相反的，电位移 D （单位面积的电荷）和应力σ 的关系表达式为：dr A Q D == 式中 Q 为产生的电荷（C ），A 为电极的面积（m 2），d 为压电应变常数（C/N ）。 在逆压电效应中，施加电场 E 时将成比例地产生应变 S ，所产生的应变 S 是膨胀还是收缩，取决于样品的极化方向。
风力发电并网稳定性研究开题报告
Xx大学 毕业设计（论文）开题报告题目风力发电并网稳定性研究 系（院）自动化系年级 专业电气工程与自动化班级 学生姓名学号 指导教师职称 xxx教务处 二〇一一年三月 开题报告填表说明
1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下一步的研究（或设计）工作。 一、课题的目的意义：
参考文献
参考文献 [a] 侯桂庆，高殿荣，杨林杰.螺旋泵简介和锥形螺旋叶片泵的研究[J].液压与气动，2004,11:10~11 [1] Karassik，Igor J．，Joseph P．Messina，Paul Cooper，et a1．Pump Handbook(3rd Edition)[M]，McGraw-Hill，New York 2001 [2] 许贤良，王传礼.液压传动[M].北京：国防工业出版社，2008 [3] 王立鼎,刘冲.微机电系统科学与技术发展趋势[J].大连理工大学学报,2000,40:508-511 [3a] 王沫然，李志信.基于MEMS的微泵研究进展[J].传感器技术，2002,21（6）：59~61 [4] Michalicck M A.Introduction to microelectromechanical systems[R].New Mexico:Air Force Research Laboratory,2000 [5] SMITS J G.Piezoelectric Micropump with three valves working peristaltically[J].Sensors and Actuators,1989,20:203-206 [5a] 苏宇锋，陈文元. 基于MEMS的微泵研究进展[J].微纳电子技术，2004,5:33~40 [6] Yole Development,Status of the MEMS Industry[EB/OL].[2012-07].http://www.i-micro-news. com/upload/Rapports/Yole-Status-of-the-MEMS-Industry.July-2012-web.pdf [7] 许忠斌,杨世鹏,刘国林等.微泵的研究现状与进展[J].液压与气动,2013,6:7-12 [8] Kan Jun Wu,Yang Zhigang,Peng Taijiang,etc.Design and test of a high-performance piezoelectric micropump for drug delivery[J].Sensors and Actuators A,2005(121）：156-161 [9] S.M.Ha,W.Cho,Y.Ahn.Disposable thermo-pneumatic micropump for bio lab-on-a-chip application[J].Micro-electronic Engineering,2009,86:1337-1339 [10] Melvin Khoo，Chang Liu. A novel micromachined magnetic membrane microfluid pump[C]. Proceeding of the 22nd Annual EMBS International Conference，Chicago，IL，2000：2394~2397 [11] William L.Benard，Harold Kahn，Arthur H.Heuer，etc. Thin-film shape-memory alloy actuated micropumps[J]. Journal of Microelectromechanical Systems，1998，(7)2：245~251 [12] E. Quandt. Giant magnetostrictive thin film materials and applications[J]. Journal of Alloy and Compound，1997(258)：126~132 [12a] 施卫东，李伟，刘厚林等.国内泵业技术现状与发展趋势[J].农林化研究，2005（5）：24~26 [12b] 王沫然，李志信.基于MEMS的微泵研究进展[J].传感器技术，2002，21（6）:59~61 [12c] 任智惠.泵行业技术现状及发展趋势[J].机电产品市场，2004（9）：86~87 [12d] 赵继宝.国内外水泵技术的研究现状与发展前景[J].鸡西大学学报，2008,8（2）：110~111 [13] 王传礼,丁凡,许贤良.基于GMM转换器喷嘴挡板伺服阀的研究[M].徐州：中国矿业大学 出版社.2006 [13a0] 唐志峰.超磁致伸缩执行器的基础理论与实验研究[D].浙江大学，2005 [13a1] 王福吉.正负超磁致伸缩复合薄膜静动态特性及控制关键技术[D].大连理工大学：2005 [13a] 王博文.超磁致伸缩材料制备与器件设计[M].北京：冶金工业出版社，2003 [13b] 李陪，伍虹.国外稀土超磁致伸缩材料的研究状况.稀土，1990,11（6）：52~59 [13c] 李扩社，徐静，张深根.稀土超磁致伸缩材料进展[J].金属功能材料，2003，10（6）：30~33 [14] 宜振兴,邬义杰,王慧忠等.超磁致伸缩材料发展动态与工程应用研究现状[J].轻工机械,2011(29)1:116-119 [15]URAI T，SUGIY AMA T.Development of a direct-drive servovalve using a giant magnetostrictive material[J].Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu，C Hen/Transactions of the Japan
压电陶瓷性能参数解析
压电陶瓷性能参数解析 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
在机械自由条件下，测得的介电常数称为自由介电常数，在εT表示，上角标T表示机械自由条件。在机械夹持条件下，测得的介电常数称为夹持介电常数，以εS表示，上角标S表示机械夹持条件。由于在机械自由条件下存在由形变而产生的附加电场，而在机械受夹条件下则没有这种效应，因而在两种条件下测得的介电常数数值是不同的。 根据上面所述，沿3方向极化的压电陶瓷具有四个介电常数，即ε11T，ε33T，ε11S，ε11S。 （2）介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何介质材料所 具有的重要品质指标之一。在交变电场下，介质 所积蓄的电荷有两部分：一种为有功部分（同 相），由电导过程所引起的；一种为无功部分 （异相），是由介质弛豫过程所引起的。介质损 耗的异相分量与同相分量的比值如图1-1所示， Ic为同相分量，IR为异相分量，Ic与总电流I 的夹角为δ，其正切值为 (1-4) 式中，ω为交变电场的角频率，R为损耗电阻，C为介质电容。由式（1-4）可以看出，I R大时，tanδ也大；I R小时tanδ也小。通常用 tanδ来表示的介质损耗，称为介质损耗正切值或损耗因子，或者就叫做介质损耗。 处于静电场中的介质损耗来源于介质中的电导过程。处于交变电场中的介质损耗，来源于电导过程和极化驰豫所引起的介质损耗。此外，具有铁电性的压电陶瓷的介质损耗，还与畴壁的运动过程有关，但情况比较复杂，因此，在此不予详述。 （3）弹性常数 压电陶瓷是一种弹性体，它服从胡克定律：“在弹性限度范围内，应力与应变成正比”。设应力为T，加于截面积A的压电陶瓷片上，其所产生的
电子工程师必备知识
电子工程师的设计经验笔记(经典) 关键字：电子工程师设计经验 电子工程师必备基础知识(一) 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 更多阅读：电容性负载的稳定性—具有双通道反馈的RISO(1) 电子工程师必备基础知识(二) 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电;通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级(电路或产品)对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识(三) 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电;通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。
电缆探测仪的文献综述
东海科学技术学院 毕业论文（设计）文献综述 题目：电缆探测仪器 系： 学生姓名： 专业： 班级： 指导教师： 起止日期：
金属探测仪器 本次设计的主要任务是设计金属探测仪，金属都有个共同特性，即导电性。由于此性质，在当高频电磁波辐射到金属后，引起涡流效应[3]，从而使辐射体的参数变化，如阻抗、等效电感量[9]等变化，再将这些参数的变化转化成电压、电流[11]、音调的变化效果作为输出指示地下电缆探测仪是电缆维护、电缆施工者的必备工具，地下电缆探测仪，它具备电缆探测中的四大功能，地埋电缆探测仪全面满足各项地下电缆探测的全面需求。带电电缆的路径查找及寻踪、运行电缆的路径查找及寻踪、运行电缆的识别和判断、施工过程中的电缆检测、直埋电缆的故障查找、多种方法电缆深度的准确判读。多年来我们通过全国范围的调研、创新型的研发，用最新的方法、独特的技术研制出了地埋电缆探测仪。光/电缆路[8]由探测仪的研制成功填补了我国在电力电缆探测仪方面的空白，地下电缆路由探测仪使电缆探测技术达到了崭新的高度[3]。 使用地下电缆路径仪(地下电缆探测仪)可以轻松解决了带电电缆路径查找的问题.地埋线探测仪还可直接查找50Hz运行电缆的路径。带电的电缆的路径查找是该带电电缆路径仪的一大特点，该地下电力电缆探测仪器可探测各种高压电缆、低压电缆、光缆的路径。将测量耦合夹钳夹住待测的电缆，通过耦合夹钳在目标电缆上直接产生感应信号。此时沿电缆路径即可接收到信号。此种工作方式可以探测电缆深度不小于3.5米，探测电缆长度不小于3公里。 运行电缆路径仪接收机[8]能够探测运行电缆的50Hz频率。这种工作方式对于区分地下带电电缆及带电电缆、不带电的电缆和金属管探测有很实用的用处。将便携式电缆寻踪仪接收机的工作频率选择为50Hz频率。由于这种工作方式快捷而有效，因此十分的实用。在这种方式中，不需要使用发射器。 在道路施工和建筑施工中，对地面进行开挖是经常的事情。但施工方往往不能及时准确地掌握开挖地区内地下管线及电力电缆的位置和深度等相关资料。目前，由于盲目开挖而导致的各种事故屡见不鲜，供水管路的被挖破、电力电缆、光缆被挖断等等，不但给社会生活造成了很大的影响，同时也给施工方造成很多不必要的损失。开挖前对工作区域内地下管线和电缆的探查已经成为一项必不可少的而且非常有价值的工作。电缆路由探测仪是专门针对“开挖前的电缆、光缆、金属管道探测”这一目的而研发。"这里能不能进行开挖?" 作为施工单位,会经常面对这样的问题? 地下电缆探测仪操作简单,地下电缆探测仪可快速探明开挖区域内地下管线的状况,避免盲目开挖带来的不必要的损失.此种工作方式可探测电缆深度不小于2米[15]。 在建设房子和房屋装修,对于电缆的排布也要清楚它的电缆走向,在装修过程中,如果对电缆走向不明确,很容易出现施工过程中电缆被意外切断,造成意外事故。本次设计中就设计一个电缆探测仪,来检查墙壁中的电缆走向,在开关断的电缆接线头输入一个高频,通过一个信号接收器在电缆周围来回移动,接收到的信号强弱来判断电缆的位子,接近电缆信号强,远离电缆则信号弱。 金属探测器有很多种型号，双线圈金属探测器[14]，能耗型金属探测器[7]，频差式金属探测器等本次毕业设计通过对粗略的一些方案进行预测，最后确定一个具体方安，即就是要做的设计，对一个通有高频信号的导线用金属探测器[7]来检测，通过探测电路的信号F1和检测电路信号F2的频差经过放大输出得到一个让人能听到的声音，用耳机接听来判断电缆的位置。。本次设计用到两个振荡电路，即探测电路的电压反馈振荡电路和固定频率信号的方
文献综述：风电并网存在问题分析
风电并网的不利影响及分析 一、风电并网的不利影响案例分析 1、加拿大阿尔塔特电力系统 截至2008 年，加拿大的阿尔伯塔电力系统（AIES）共有装机约280 台，总容量12 368 MW。其中，煤电5 893 MW，燃气发电4 895 MW（热电联产约3 000MW），水电869 MW，风电523 MW，生物质等其他可再生能源214 MW。阿尔伯塔的风电开发意向已达到11 000 MW，几乎与目前系统的装机容量相当，这在给AIES 带来巨大机遇的同时也带来了挑战。因为，大规模的风电接入会增加系统发电出力的不稳定性，降低系统维持供需平衡的能力。AIES 的装机以火电为主，且调节能力有限，系统备用容量也有限，电力市场的可调发电出力的灵活性不高，对外联络线的潮流交换能力相对有限。因此，系统需要增强调节及平衡能力和事故响应能力，否则难以应对风电出力变化给系统带来的巨大压力。 电力生产和使用必须同时完成的特点决定了系统运行必须维持每时每刻的供需平衡。供需失衡会引起发输电设备跳闸、负荷跳闸甚至系统崩溃等事故。因此，维持系统的实时平衡是一个非常艰巨的任务，而大规模的风电并网，会从以下4 个方面影响系统供需平衡：（1）能否准确预测供需走势。预测是实施供需平衡调节的基础。供需差可能来源于负荷、潮流交换、间歇性电源等的变化。供需走势的预测对于系统运行至关重要。预测越准确，相关的运行决策越准确，运行人员越容易维持系统稳定。而目前的风电预测，远不能达到系统运行对预测精度的要求，给大规模风电并网的系统运行带来很大隐患。 （2）需要足够的系统调节平衡资源来提升系统应对风电出力变化和不确定的能力。系统调节平衡资源是指能被随时调度的、能维持系统平衡的调节备用容量、负荷跟踪服务等运行备用。由于风电出力变化和不确定，导致系统必须维持很高的系统调节资源以作备用，降低了系统资源的利用率。否则，系统将无法应对风电出力变化和不确定性，影响系统的安全可靠运行。 （3）亟须建立相关的系统运行操作规程。为了保持系统的有效运行，必须提前研究并制定相关的系统运行操作规程，并纳入已有的运行规程以指导调度人员。由于人们对风电出力变化和不确定的了解还处于起步阶段，所以相关的运行规程还属空白。 （4）调度人员要学习并掌握应对风电出力变化和不确定影响的能力。拥有充足的系统调节平衡资源、建立相关的规程、具有可操作性的预测结果，加上操作人员多年的经验积累，在对系统特性有足够了解的基础上，才能准确地判断并作出正确决策，实现系统操作安全、可靠、及时。面对大规模的风电并网给系统运行带来的巨大挑战，调度人员需要学习如何应对风电出力变化和不确定给系统运行带来的复杂局势。 对于一个独立系统，供需不平衡可能导致系统出现频率偏差的情况，对于一个互联系统，供需不平衡可能导致系统从主网解列。特别是，阿尔伯塔系统的风电开发意向已远远大于其承受范围，所以面临的问题更加严峻。 胡明：阿尔伯塔风电并网对系统运行的影响和对策；电力技术经济；2009[4] 2、辽宁电网 预计在2010年底,辽宁电网的风电装机容量达到340万kW, 2015年风电装机容量达到787万kW。风电的大规模集中并网将给辽宁电网的调峰调频、联络线控制、系统暂态稳定、无功调压及电能质量等诸多方面带来直接影响,给电力系统的安全稳定运行带来新的挑战。 （1）导致系统调峰难度增加
压电陶瓷测量基本知识
压电陶瓷及其测量原理 近年来，压电陶瓷的研究发展迅速，取得一系列重大成果，应用范围不断扩大，已深入到国民经济和尖端技术的各个方面中，成为不可或缺的现代化工业材料之一。由于压电材料的各向异性，每一项性能参数在不同的方向所表现出的数值不同，这就使得压电陶瓷材料的性能参数比一般各向同性的介质材料多得多。同时，压电陶瓷的众多的性能参数也是它广泛应用的重要基础。 （一）压电陶瓷的主要性能及参数 （1）压电效应与压电陶瓷 在没有对称中心的晶体上施加压力、张力或切向力时，则发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端将出现正负电荷，这一现象称为正压电效应；反之，在晶体上施加电场时，则将产生与电场强度成比例的变形或机械应力，这一现象称为逆压电效应。这两种正、逆压电效应统称为压电效应。晶体是否出现压电效应由构成晶体的原子和离子的排列方式，即晶体的对称性所决定。在声波测井仪器中，发射探头利用的是正压电效应，接收探头利用的是逆压电效应。 （2）压电陶瓷的主要参数 1 、介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何电介质的重要品质指标之一。在交变电场下，电介质所积蓄的电荷有两种分量：一种是有功部分（同相），由电导过程所引起；另一种为无功部分（异相），由介质弛豫过程所引起。介质损耗是异相分量与同相分量的比值，如图 1 所示，I C为同相分量，I R为异相分量，I C与总电流I的夹角为，其正切值为
2、机械品质因数 机械品质因数是描述压电陶瓷在机械振动时， 材料内部能量消耗程度的一个参数， 它也是衡 量压电陶瓷材料性能的一个重要参数。 机械品质因数越大， 能量的损耗越小。产生能量损耗 的原因在于材料的内部摩擦。机械品质因数 Q m 的定义为: 谐振时振子储存的机械能 c Qm 谐振时振子每周所 损失的机械能 2 兀 机械品质因数可根据等效电路计算而得 式中 R 1为等效电阻 （Q ） , s 为串联谐振角频率（Hz ）, C 1为振子谐振时的等效电容 （F ），L 1为振子谐振时的等效电感。 Q m 与其它参数之间的关系将在后续详细推导。 不同的压电器件对压电陶瓷材料的 Q m 值的要求不同，在大多数的场合下（包括声波 测井的压电陶瓷探头），压电陶瓷器件要求压电陶瓷的 Q m 值要高。 3、压电常数 压电陶瓷具有压电性， 即在其外部施加应力时能产生额外的电荷。 其产生的电荷与施加 tan 1 CR 其中3为交变电场的角频率, R 为损耗电阻，C 为介质电容。 s R 1C 1 s L 1 图1交流电路中电压-电流矢量图（有损耗时）
气体传感器文献综述
` 气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545 Word文档
气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类，介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理，并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器；特性；应用；发展方向 一、前言 目前，随着人们环保意识的提高，环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题，影响到人民生活幸福感，甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重，各种工业废水，废气直接排入水体及空气，造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展，并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分，为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法，各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前，随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展，气体传感器的应用领域越来越广泛，在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面，越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成，其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为：物理传感器，化学传感器，生物传感器。按检测对象，化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器
风电功率预测系统功能规范
风电功率预测系统功能规范（试行） 前言 为了规范风电调度技术支持系统的研发、建设及应用，特制订风电功率预测系统功能规范。本规范制订时参考了调度自动化系统相关国家标准、行业标准和国家电网公司企业标准。制订过程中多次召集国家电网公司科研和生产单位的专家共同讨论，广泛征求意见。本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、信息要求、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。本规范由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责解释；本规范主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司。本规范主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、石永刚、范国英、郭雷。 1范围 1.1本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、数据准备、数据采集与处理、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。 1.2本规范用于指导电网调度机构和风电场的风电功率预测系统的研发、建设和应用管理。本规定的适用于国家电网公司经营区域内的各级电网调度机构和风电场。 2术语和定义 2.1风电场Wind Farm由一批风电机组或风电机组群组成的发电站。 2.2数值天气预报Numerical Weather Prediction根据大气实际情况，
在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。 2.3风电功率预测Wind Power Forecasting以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型，以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入，结合风电场机组的设备状态及运行工况，得到风电场未来的输出功率；预测时间尺度包括短期预测和超短期预测。 2.4短期风电功率预测Short term Wind Power Forecasting未来3天内的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。 2.5超短期风电功率预测ultra-short term Wind Power Forecasting 0h~4h的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。 3数据准备 风电功率预测系统建模使用的数据应包括风电场历史功率数据、历史测风塔数据、历史数值天气预报、风电机组信息、风电机组及风电场运行状态、地形地貌等数据。 3.1风电场历史功率数据风电场的历史功率数据应不少于1a，时间分辨率应不小于5min。 3.2历史测风塔数据a）测风塔位置应在风电场5km范围内；b）应至少包括10m、70m及以上高程的风速和风向以及气温、气压等信息；c）数据的时间分辨率应不小于10min。 3.3历史数值天气预报历史数值天气预报数据应与历史功率数据相