【摘 要】
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扭矩参数是反映船舶动力系统工作状况的重要参数,为了有效解决常规有源传感器在轴的扭矩测量中能量和信号难以传输的问题,开发出适用于船舶轴系扭矩测试场合的无线无源扭矩测
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扭矩参数是反映船舶动力系统工作状况的重要参数,为了有效解决常规有源传感器在轴的扭矩测量中能量和信号难以传输的问题,开发出适用于船舶轴系扭矩测试场合的无线无源扭矩测量系统,本论文开展了声表面波(surface acoustic wave,SAW)技术在扭矩测量中的应用研究。本论文建立了SAW频率与扭矩、温度关系的通用理论模型,针对不同边界条件下的模型得到了数值解,并运用有限元分析方法仿真了不同结构参数的输出特性,随后根据仿真结果开展了SAW扭矩传感器的基片切向和敏感结构的优化设计,形成了测量范围为(1~100)Nm和(100~1000)Nm两种SAW扭矩传感器敏感结构,制作出了具有高加载Q值、低插损特性的SAW器件及检测电路,并形成了一套完整的SAW扭矩传感器样机系统。该SAW扭矩传感器样机系统进行了实验室标定和校准实验测试,结果表明其扭矩测量不确定度不超过1%FS(k=2),能够为船舶轴系的无线无源扭矩测试领域提供新的测试手段。
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