[发明专利]一种基于短路特性的压电悬臂梁电路模型参数提取方法

摘要

本发明公开了一种基于短路特性的压电悬臂梁电路模型参数提取方法：将压电悬臂梁一端固定在振动源上，另一端自由，保持恒定正弦振动加速度幅值a，通过扫频获得不同负载电阻R_L下压电悬臂梁输出电压与振动频率的关系曲线；确定f_sc、f_oc、C_mc、Q_ML、P^opt、V_ML(ω_sc)；计算得到L_m、C_m、R_m、V_F、A、C_mc的值。本发明可以精确地描述压电悬臂梁的输出电压特性与负载、环境振动频率和加速度的关系，而且测量所需的电学测量仪器成本较低。

主权项

1.一种基于短路特性的压电悬臂梁电路模型参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将压电悬臂梁一端固定在振动源上，另一端自由，保持恒定正弦振动加速度幅值a，通过扫频获得不同负载电阻RL下压电悬臂梁输出电压与振动频率的关系曲线；步骤二，根据步骤一获得的不同负载电阻RL下压电悬臂梁输出电压与振动频率的关系曲线，确定短路谐振频率fsc、开路谐振频率foc、静态电容Cmc、机械品质因数QML、最大功率值Popt、短路谐振电压VML(ωsc)；步骤三，将得到的fsc、foc、QML、Popt、VML(ωsc)、a，带入以下公式计算得到压电悬臂梁等效电路模型参数：等效电感Lm、等效电容Cm、等效电阻Rm、压电悬臂梁的等效输入应力VF、压电悬臂梁的压电耦合系数A、压电悬臂梁的静态电容Cmc的值，VF＝ma其中，m是压电悬臂梁的等效质量，ωsc是短路谐振频率fsc所对应的角频率；所述静态电容Cmc由电容表测量压电悬臂梁电容得到。