振动传感与驱动原理PDF电子书下载

第一篇 机械振动的介绍与概述 3

第1章 绪论 3

1.1 振动的基本概念 3

1.2 振动的基本分类 8

1.3 振动分析 10

1.4 激励振动与振动能量吸收 13

第2章 集总参数振动系统分析 19

2.1 单自由度系统振动 22

2.1.1 无阻尼系统的自由与受迫振动 22

2.1.2 阻尼系统的自由与受迫振动 24

2.1.3 运动微分方程求解 28

2.2 多自由度系统振动 32

2.2.1 二自由度无阻尼系统的自由与受迫振动 32

2.2.2 受迫振动的分析 35

2.2.3 多自由度系统的自由振动 36

2.2.4 多自由度系统的受迫振动 37

2.2.5 黏稠阻尼系统的受迫振动 39

第3章 分布参数振动系统分析 42

3.1 应变与位移关系 42

3.2 应力与应变关系 48

第二篇 振动激励与控制 55

第4章 基于压电激励陶瓷的振动与控制 55

4.1 压电现象与压电原理 55

4.1.1 极化与压电效应 55

4.1.2 压电材料晶体结构 56

4.2 压电材料本征常数 57

4.3 基于压电激励（驱动）的应用 58

4.3.1 压电型精密驱动器 58

4.3.2 压电型运动机构 58

第5章 基于压电激励的振动陀螺 60

5.1 振动陀螺基本原理 60

5.1.1 哥氏加速度 60

5.1.2 振动陀螺基本模型 61

5.1.3 振动陀螺的驱动方式 63

5.2 压电振动陀螺 65

5.2.1 压电音叉陀螺 65

5.2.2 压电环形陀螺 68

5.2.3 压电悬臂梁振动陀螺 71

5.2.4 压电自由梁振动陀螺 75

5.3 压电激励（驱动）振动陀螺的驱动接口电路 77

5.3.1 压电激励片的分布 77

5.3.2 压电换能器等效电路 77

5.3.3 压电振动陀螺驱动电路 80

5.4 振动隔离 82

5.4.1 噪声振动隔离（节点设计等） 82

5.4.2 冲击隔离（抗冲击方面设计） 83

第6章 基于光学激励的振动和振动检测 96

6.1 光操纵技术 96

6.1.1 基本概念 96

6.1.2 光捕获 98

6.1.3 微粒操纵 99

6.2 光力分析 105

6.2.1 基于Mie粒子的光力分析 105

6.2.2 基于电磁理论的光力分析 105

6.2.3 基于自旋光束的光力分析 106

6.3 光驱动微纳米机械结构 108

6.3.1 光梯度力驱动光机械结构 108

6.3.2 自旋光驱动弯曲波导结构 109

6.4 光力驱动的振动陀螺（传感器）设计 112

6.4.1 光力驱动的振动陀螺的总体结构与工作原理 112

6.4.2 光力驱动的振动陀螺仿真 116

6.4.3 光力驱动的振动陀螺工作模态固有频率的解析模型 120

第三篇 振动能量吸收、转换与采集 123

第7章 振动能量吸收与转换 123

7.1 能量转换概念 123

7.2 转换基本方式 126

7.3 MEMS振动能量收集器的研究现状 128

7.4 目前MEMS振动能量收集器的不足 130

第8章 压电振动能量采集技术 131

8.1 压电转换 131

8.1.1 压电转换基本原理 131

8.1.2 压电材料的工作模式 133

8.1.3 能量转化原理 134

8.2 压电参数 135

8.2.1 机电耦合系数 135

8.2.2 机械品质因数 136

8.2.3 压电应变常数 136

8.2.4 压电电压常数 136

8.2.5 转换效率 136

8.3 振动方程 137

8.4 谐振频率 138

8.5 转换等效电路分析 139

8.6 基于压电振动能量采集技术的应用 140

8.6.1 基于回折非对称M形悬臂梁的多模振动宽频能量采集 140

8.6.2 多自由度电磁复合低频宽带振动能量采集器 143

第四篇 传感系统的振动与驱动 151

第9章 梁型振动体传感器 151

9.1 面支撑抗高冲击振动梁 151

9.1.1 一种基于惯性测量技术的双悬臂振动梁陀螺 151

9.1.2 惯性测量技术的双悬臂振动梁陀螺 153

9.1.3 面支撑的抗冲击振动计算 155

9.1.4 惯性测量技术的双悬臂振动梁陀螺的结构特点 156

9.2 二轴角速度传感器 161

9.3 十字形振动角速率传感器 164

第10章 光致振动传感器 167

10.1 光子自旋力原理 167

10.2 光机械振动陀螺 168

10.3 光机械振动加速度计 169

10.3.1 光纤光栅振动与加速度特性 169

10.3.2 光纤光栅应变测量的基本公式 173

10.3.3 悬臂梁和简支梁结构 173