<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"></dfn><small id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></small><small id="yhprb"></small><small id="yhprb"></small> <delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><s id="yhprb"><noframes id="yhprb"><small id="yhprb"><dfn id="yhprb"></dfn></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn> <small id="yhprb"></small><delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>

新聞中心

EEPW首頁(yè) > 元件/連接器 > 設計應用 > 流動(dòng)電勢用于角加速度傳感器的研究

流動(dòng)電勢用于角加速度傳感器的研究

作者: 時(shí)間:2011-03-14 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
在某些領(lǐng)域中所使用的傳統的主要是在角速率陀螺的基礎上改型設計出來(lái)的, 屬于微分式機械電磁類(lèi)。這種的加速度信號是通過(guò)在角速率陀螺輸出端串聯(lián)微分器獲得的,因而其信號的質(zhì)量和可靠性較差。此外,也有采用幾個(gè)線(xiàn)加速度傳感器進(jìn)行測量, 再經(jīng)過(guò)信息處理來(lái)獲得信號的方法。但這種方法實(shí)現起來(lái)比較復雜,價(jià)格昂貴,而且精度也不是很高.本文所介紹的角加速度傳感器,是根據效應,直接將角加速度信號轉換為電信號輸出的,因而具有結構簡(jiǎn)單、重量輕、成本低、信號質(zhì)量好、可靠性高等特點(diǎn),可廣泛用于衛星、飛機、軍艦、戰略導彈和火箭等運動(dòng)物體的導航、姿態(tài)控制以及系統穩定等方面。

1 [1~3 ]

任何固體與任何液體相互接觸時(shí),都會(huì )使固體表面呈現出帶電現象。究其原因主要有以下幾個(gè)方面: (1) 固體表面對離子的吸附;(2) 離子晶體的溶解;(3) 固體表面的電離;(4) 固體具有n 型(空穴型)或p 型(電子過(guò)剩型) 缺陷;(5) 兩相對電子的親合力不同。不管是由哪種原因引起的,當固體表面帶電以后,它必然要吸引等量的反極性電荷在其周?chē)?。這樣在緊靠帶電固體表面處就形成一層特殊的表面層———。的經(jīng)典理論有以下三種:德拜—尤格爾理論;古依—查普曼理論;斯特恩理論。其中斯特恩理論對實(shí)驗結果的解釋至今絕大部分仍然是正確的。斯特恩的理論模型如圖1 所示。從圖中可以看出,雙電層由一個(gè)稱(chēng)為斯特恩平面的平面(實(shí)際上是一個(gè)假想平面) 將它分成二部分:內層為斯特恩層,外層為擴散層,在擴散層中,反電荷離子富集。

newmaker.com

當液體受壓力(或角加速度) 作用被強迫通過(guò)毛細管(或多孔塞) 時(shí),靠近毛細管管壁雙電層中的擴散層將帶著(zhù)反電荷離子一起向管的一端流動(dòng), 這樣就出現了電流,并導致電勢差產(chǎn)生。電勢差產(chǎn)生與流動(dòng)方向相反的傳導電流,二者很快達到平衡。在穩定狀態(tài)下,與壓力差P 成正比的流動(dòng)電流和與電勢差E 成正比的傳導電流大小相等。因此, E與壓力P 成正比,其線(xiàn)性關(guān)系為

newmaker.com

式中E 為流動(dòng)電勢, p 為毛細管或多孔塞兩端的壓力差,ε為液體的介電常數,η為液體的黏度, k 為液體的比電導,ζ為雙電層中滑動(dòng)面(又稱(chēng)剪切面)處的電勢。從(1) 式可以看出, 流動(dòng)電勢是液體所受壓力的線(xiàn)性函數,比電導低、黏度小和介電常數大的液體通過(guò)毛細管或多孔塞時(shí)會(huì )產(chǎn)生相當大的流動(dòng)電勢。

2 示意結構

根據流動(dòng)電勢效應制作的液環(huán)式角加速度傳感器的示意結構如圖2 所示。其中,液體環(huán)由玻璃管吹拉而成;多孔塞用直徑10μm 左右的微球玻璃粉燒制;環(huán)狀電極用鉑金絲制作;液體環(huán)中的液體用高純度丙酮制備。

newmaker.com

3 工作原理

實(shí)驗結果證明,在液環(huán)中裝滿(mǎn)高純度丙酮溶液后,玻璃塞中微孔的內表面帶負電荷。這一實(shí)驗結果可由玻璃和丙酮對電子的親合力不同而得到解釋.當玻璃和丙酮相互接觸,兩相對電子的親合力不同,致使電子從介電常數大的一方流向介電常數小的一方。玻璃的介電常數為6 , 丙酮的介電常數是20。7 ,因而電子從丙酮流向玻璃, 使玻璃塞中微孔的內表面帶負電荷。這樣在靜電力的作用下,丙酮溶液中的負離子與玻璃塞中微孔內表面的負電荷相排斥, 而正離子則與內表面的負電荷吸引, 結果使得在接近微孔內表面的地方,丙酮溶液中的正離子富集。當受到一個(gè)外加角加速度作用時(shí),璃塞兩端中的丙酮溶液所承受的壓力為

newmaker.com

式中, p 為壓力;m 是液體的慣性質(zhì)量;ω為角速度;c 是比例常數。在壓力作用下,丙酮溶液被強迫通過(guò)多孔塞。于是,在靠近微孔壁的雙電層中的擴散層將帶著(zhù)正電荷一起向管的一端流動(dòng), 從而出現電流并導致電勢差產(chǎn)生。將(2) 式代入(1) 式得

newmaker.com

從(3) 式可以看出, 流動(dòng)電勢E 是加速度dω/dt的線(xiàn)性函數。因此,根據流動(dòng)電勢的幅值即可即時(shí)測量角加速度的大小。從圖2 可以看出當液環(huán)順時(shí)針轉動(dòng)時(shí),微孔玻璃塞中靠近微孔壁的擴散層中的正電荷由A 向B 流動(dòng),結果在A(yíng) ,B 間產(chǎn)生電勢差,電勢差的極性是B 處為正,A 處為負。反之,當液環(huán)反時(shí)針轉動(dòng)時(shí),A ,B 間產(chǎn)生的電勢差的極性是A 處為正,B 處為負。這樣,根據流動(dòng)電勢的符號(正或負)即可即時(shí)測定角加速度的方向.

3 討論

液環(huán)式角加速度傳感器的兩個(gè)關(guān)鍵部件是微孔玻璃塞和液環(huán)中的液體。微孔玻璃塞中的微孔孔隙分布要均勻。因為流動(dòng)電勢只與雙電層中的擴散層(可移動(dòng)部分) 的性質(zhì)有關(guān),流動(dòng)電荷只發(fā)生在靠近微孔壁的地方,孔徑過(guò)大會(huì )使ζ電勢減小, 流動(dòng)電勢也隨之減??;孔徑過(guò)小時(shí), 當外加一個(gè)角加速度時(shí),不能使液體順暢通過(guò),仍然會(huì )影響流動(dòng)電勢的產(chǎn)生。對于液環(huán)中的液體,要求有穩定的溫度特性及化學(xué)特性,在液環(huán)腔內不應發(fā)生任何化學(xué)反應。另外,溶液的溶沸點(diǎn)范圍要寬, 黏度要小,純度要高。實(shí)驗結果證明,只有將這兩個(gè)關(guān)鍵部件設計與處理好,才能制作出穩定性較好、精度較高的角加速度傳感器.

參考文獻:
[1 ]Kitahara A ,Watanabe A。界面電現象[M] 。鄧彤,趙學(xué)范譯.北京:北京大學(xué)出版社,1992.
[2 ]DJ 肖。膠體與表面化學(xué)導論(第三版) [M] 。張中路,張仁佑譯。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1989.
[3 ] Sparnaay M J 。The Electrical Double Layer [M] 。New York :Porgamon Press ,1972.


評論


相關(guān)推薦

推薦視頻

更多>>

技術(shù)專(zhuān)區

關(guān)閉
国产精品自在自线亚洲|国产精品无圣光一区二区|国产日产欧洲无码视频|久久久一本精品99久久K精品66|欧美人与动牲交片免费播放
<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"></dfn><small id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></small><small id="yhprb"></small><small id="yhprb"></small> <delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><s id="yhprb"><noframes id="yhprb"><small id="yhprb"><dfn id="yhprb"></dfn></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn> <small id="yhprb"></small><delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>