車用非共振型爆震傳感器的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、爆震傳感器作為汽車電子的關(guān)鍵器件之一，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體保護(hù)、節(jié)能減排、燃油經(jīng)濟(jì)性最大化和動(dòng)力性能最優(yōu)化等方面發(fā)揮著重要作用。隨著中國(guó)汽車總量的急劇增加，高質(zhì)量的爆震傳感器具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。本文以非共振型爆震傳感器為研究對(duì)象，利用仿真和試驗(yàn)的手段對(duì)爆震傳感器的參數(shù)設(shè)計(jì)、組件選型以及生產(chǎn)封裝工藝等方面進(jìn)行探討和分析，為爆震傳感器的生產(chǎn)制造奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
　　基于非共振型爆震傳感器的經(jīng)典數(shù)學(xué)模型，采用MATLAB軟件分析手

2、段，對(duì)爆震傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和輸出性能參數(shù)進(jìn)行了較為全面的分析，結(jié)果表明：減小等效質(zhì)量m和增大等效剛度k可以顯著地提高傳感器的固有頻率fn；增大等效質(zhì)量m、增大等效剛度k以及減小阻尼系數(shù)c能降低傳感器的相對(duì)阻尼系數(shù)ζ；電荷靈敏度SQ的幅值與縱向壓電系數(shù)d33呈正線性關(guān)系，而且按相同的比例增大等效剛度k和等效質(zhì)量m能更有效地提高傳感器的電荷靈敏度SQ幅值；增大等效質(zhì)量m與阻尼系數(shù)c會(huì)加重SQ的相位滯后程度，但增大等效剛度k可以對(duì)其進(jìn)行改善。

3、
　　在傳感器的核心組件-壓電陶瓷環(huán)的選用分析中，基于非共振型爆震傳感器的等效力學(xué)模型，運(yùn)用ANSYS有限元靜態(tài)壓電仿真與振動(dòng)測(cè)試相結(jié)合的試驗(yàn)方法，系統(tǒng)地分析了壓電陶瓷材料性能參數(shù)和幾何尺寸對(duì)壓電陶瓷環(huán)輸出電壓的影響，深入地探討了壓電陶瓷環(huán)壓電性能的時(shí)間穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性，研究結(jié)果表明：壓電陶瓷環(huán)的輸出電壓會(huì)隨材料剛度和介電系數(shù)增加而減??；壓電系數(shù)d33，d31，d15皆對(duì)輸出電壓造成影響；幾何尺寸中只有厚度對(duì)其輸出電壓有較大影響