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来源: admin   发布时间: 2017-09-08   1172 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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      惠州升降车公司    为了全面分析的MEMS开关的性能,本文碁于该批加工的开关进行了一系列实验,  惠州升降车公司, 惠州升降车, 惠州升降车租赁   主要包括开关的阀值测量和方位识别验证实验,其中开关阔值测量部分包括开关轴向阔值测量和径向阀值测量;方位识别验证实验部分主要包括XOY平面内加速度载荷方位识别(即开关对平面角0的识别)和空间加速度载琼方位识别(即开关对空间角S的识别)。



    测试系统的搭建所设计的MEMS开关轴向闽值在650g左右,本文采用马希特键可达到开关所需的测试环境。测试系统搭建,MEMS开关包含四个独立的径向电极和一个轴向电极相当于五个开关分别对应于的K1 ̄K5,其中K1- K4对应径向开关,K5对应轴向开关。分别测量在加速度载荷作用下每个电阻两端的电压,来判断开关质量块与各个电极的接触闭合状态。在加速度冲击的过程中,如果在某电阻两端测量到电压值为电源电压(试验中采用5V直流恒压源)则说明质量块与该路电极接触闭合,反么,则未闭合。因为示波器的通道有限,最大输入通道数为四个,为了泣到实验目的,在每次测量过程中我们利用示波器第一个通道(黄色)采集加速度信号,利用第四个通道(绿色)采集轴向电极的闭合信号,剩余两个通道2和3分别采集要测试方向上的两个相邻径向电极闭合信号。




     马希特链由重键,转盘、鐘杆、链头和祐板组成。加速度传感器和MEMS开关通过特有的夹具安装在马希特的键头上,加速度传感器出来的信号进入电荷放大器中放大处理,并与示波器的第一个通道连接。开关惯性质曼狭电极引出导线直接与直流电源的正极相连,从负极引出三条导线分别经过5kQ的电阻并与MEMS开关的轴向电极及要测的两个相邻的径向电极相连,此时便构成了一个电气回路。通过采集3个电阻两端的电压信号并输入示波器的相应通道,便可完成对开关闭合信号的采集测试。




     将开关安装在马希特链头的夹具上,并连接在电路中,抬起马希特鍾至一定高度,释放棘轮,马希特键在重鍾的作用下自由落体并鍾击化板,便可以产生一定脉宽和幅值的半正弦加速度冲击。通过调节马希特键的高度(棘轮的齿数)可改变半正弦加速度的幅值,在化板上放合适的缓冲垫可以改变半正弦加速度脉宽,因此可yx根据实验需要调节马希特棘轮的齿数和缓冲垫子获得需要的加速度冲击信号。通过使用不同的夹具yA及开关的安装形式可以改变加速度冲击相对于开关的方位。



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       实验结果阔值测量实验中将MEMS开关接入电路,通过调整马希特鐘的高度不断改变冲击加速度的幅值,并利用示波器通道一和通道二分别采集加速度信号和开关测试方向电极闭合信号。如果加速度较小时,未达到开关闭合的阀值,通道二无信号;如果加速度较大达到开关闭合闽值,通道二会出现导通信号,据此便可测出开关闽值的范围。这样通过测量加速度信号的电压值便可得到加速度载荷幅值。阔值测量实验结果。当加速度沿X轴正向时(本文施加的加速度值均为负值,即半正弦波向下凸起。为了方便叙述文中均取其绝对值作为加速度幅值,且规定X轴正向为平面角片0°方向,角度值沿逆时针方向增大)。可以看到黄色信号线为加速度信号,其脉宽在0.6ms左右。 当加速度幅值在610g时,开关未出现闭合信号,而当加速度幅值在675g时,可以看出只有在径向电极1通道出现闭合信号,并测得响应时间为298ms,闭合时间为74ms。说明当开关施加沿X正方向的加速度时,质量块沿X轴正向运动并与径向电极1碰撞接触,开关发生闭合,并且测出开关在X轴正方向的闽值(即径向电极1闭合闽值)为610g-675g。




       开关沿X轴方向理论阔值为400g,Z轴方向的理论阔值为649g,但从实验测试结果来看,开关沿+X轴方向的实际阀值在610g ̄675g之间,而在Z轴方向的实际阀值在790g ̄820g之间。可看出开关在径向方向和轴向方向的实际测量的阀值要大于开关的设计阀值。为了弄清楚实际测量阔值与设计闽值之间的偏差原因,按照实验开关的测量尺寸即支撑弹黃线宽支撑弹黃弯曲直径72.3mn,质量块厚度取80.3mm,径向间隙取50mm,重新建立开关模型并仿真,仿真时采用的加速度脉宽取0.6ms,得到的仿真位移曲线。可以看到质量块在轴方向施加616g-0.6ms的加速度,沿该方向最大运动位移为50.3mm, 质量块在+Z轴方向施加848g-0.6ms加速度,该方向最大运动位移为64.9mm,这说明按照实际加工尺寸建模的开关沿+X轴和+Z轴的理论闽值分别为616g和848g。这与实验测量得到的径向和轴向阔值非常吻合(测试阔值分别为610g ̄675g和800g ̄820g)。因此可看出开关阔值偏大的主要原因是由于支撑弹冀线宽和支撑弹黃转弯直径公等结构参数误差过大引起的。支撑弹養线宽以及弹黃的弯曲半径的尺寸是影响开关阔值的重要参数。因此在加工过程中务必要控制好这些关键尺寸。 XOY平面内加速度载煎方位识别验证在开关XOY平面内,分别在载荷平面角0为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90。方向上施加半正弦加速度载荷,并逐渐增大加速度载荷的幅值,观察每次实验过程中电极的闭合情况并记录,其中黄色信号为加速度信号,绿色信号为轴向电极闭合信号,蓝色和紫色分别代表开关径向电极1和2的闭合信号。




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