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國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)核心部件突破：從傳感器到控制器的自主化進(jìn)程

點(diǎn)擊次數(shù)：205 更新時(shí)間：2025-05-23

工作原理

傳感器工作原理
以壓電式傳感器為例，其核心部件是壓電材料，當(dāng)受到外界振動(dòng)產(chǎn)生的壓力作用時(shí)，壓電材料會(huì)發(fā)生壓電效應(yīng)，即表面產(chǎn)生與所受壓力成正比的電荷，從而將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。MEMS 傳感器則通過(guò)微加工工藝在硅片上制造出敏感結(jié)構(gòu)，如質(zhì)量塊、彈簧等，當(dāng)外界振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊產(chǎn)生位移，通過(guò)檢測(cè)位移變化量來(lái)測(cè)量振動(dòng)參數(shù)，如加速度、速度、位移等。這些傳感器將采集到的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等預(yù)處理后，傳輸給控制器。
控制器工作原理
控制器接收傳感器傳來(lái)的振動(dòng)信號(hào)，與預(yù)設(shè)的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析?；谧灾餮邪l(fā)的控制算法，計(jì)算出需要調(diào)整的控制量，如調(diào)整電磁激振器的電流大小、頻率及相位等，進(jìn)而精確控制振動(dòng)臺(tái)體在 X、Y、Z 三個(gè)軸向上的振動(dòng)輸出。例如，在正弦振動(dòng)測(cè)試中，控制器依據(jù)預(yù)設(shè)的頻率、振幅等參數(shù)，生成對(duì)應(yīng)的電流控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電磁激振器產(chǎn)生正弦波振動(dòng)，帶動(dòng)振動(dòng)臺(tái)體按要求振動(dòng)；在隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試中，控制器根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)譜生成隨機(jī)電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)臺(tái)隨機(jī)振動(dòng)輸出的精確控制。

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總結(jié)

國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)從傳感器到控制器的自主化進(jìn)程，是我國(guó)制造業(yè)與科研實(shí)力提升的有力見(jiàn)證。自主研發(fā)的高精度傳感器與智能控制器，賦予國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)性能與可靠性，在滿足國(guó)內(nèi)各行業(yè)對(duì)振動(dòng)測(cè)試需求的同時(shí)，降低了設(shè)備采購(gòu)與使用成本，增強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的自主性與安全性。在航空航天領(lǐng)域，助力飛行器關(guān)鍵部件研發(fā)與可靠性驗(yàn)證，提升我國(guó)航空航天裝備的性能與安全性；在汽車(chē)行業(yè)，為整車(chē)及零部件的研發(fā)、質(zhì)量檢測(cè)提供精準(zhǔn)測(cè)試手段，推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。
高精度傳感器，精準(zhǔn)捕捉振動(dòng)信號(hào)

  1. 寬頻響應(yīng)與高靈敏度：國(guó)產(chǎn)傳感器采用新型壓電材料與微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，拓寬頻率響應(yīng)范圍，可覆蓋從低頻的數(shù)赫茲到高頻的數(shù)千赫茲，能敏銳捕捉各類(lèi)振動(dòng)信號(hào)，即便微小振動(dòng)變化也能精確感知。例如在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片振動(dòng)測(cè)試中，可精準(zhǔn)探測(cè)葉片在不同轉(zhuǎn)速下的細(xì)微振動(dòng)，為發(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

  1. 高穩(wěn)定性與可靠性：通過(guò)優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，有效降低溫度漂移、零點(diǎn)漂移等問(wèn)題，確保在復(fù)雜環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。在汽車(chē)零部件振動(dòng)測(cè)試中，即使在高溫、高濕等惡劣條件下，也能持續(xù)輸出穩(wěn)定、準(zhǔn)確的振動(dòng)數(shù)據(jù)，保障測(cè)試結(jié)果可靠性。

  1. 集成化與小型化：將多種功能模塊高度集成，減小傳感器體積與重量，便于在空間受限的測(cè)試場(chǎng)景中安裝與使用。同時(shí)，集成化設(shè)計(jì)減少了外部連線，降低信號(hào)干擾風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。在電子設(shè)備內(nèi)部的微小零部件振動(dòng)測(cè)試中，小型化傳感器可直接安裝在零部件表面，精準(zhǔn)測(cè)量其振動(dòng)特性。

 

 

 


概述
三軸振動(dòng)臺(tái)通過(guò)在 X、Y、Z 三個(gè)軸向同時(shí)施加振動(dòng)激勵(lì)，精準(zhǔn)模擬產(chǎn)品在實(shí)際工況中面臨的振動(dòng)狀況。其核心部件傳感器負(fù)責(zé)感知振動(dòng)信號(hào)，將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出；控制器則依據(jù)預(yù)設(shè)程序與傳感器反饋，對(duì)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率、振幅、加速度等參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)控。實(shí)現(xiàn)這兩大核心部件的自主化，是提升國(guó)產(chǎn)三軸振動(dòng)臺(tái)性能、降低成本、保障產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈安全的關(guān)鍵所在。國(guó)內(nèi)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)歷經(jīng)多年攻堅(jiān)，在材料研發(fā)、制造工藝、控制算法等方面取得創(chuàng)新性成果，逐步打破壟斷。