除了汽车的运行可靠性和安全性,汽车制动时的舒适性越来越受到消费者的重视,如何做到“无声刹车”,对汽车制造商而言无疑是一个重大挑战。3-D扫描式激光测振仪与有限元模型分析的结合,使得这个问题得以轻松解决。噪音和振动的最优化控制是产品设计和开发过程中的至关重要环节,并因计算机辅助模拟技术快速发展而取得了很大进步。基于复杂的本征值分析的制动噪音计算(包含预估制动噪音),已经成为很多汽车生产商和供应商的标准应用程序。然而这种方法计算出的不稳定模态往往超过真实情况,并且在实验初步阶段很难获知系统的所有参数。因此,无论多先进成熟的建模技术,也离不开过硬的测试技术来支撑。只有当仿真结果与实际测量值非常接近时,才能确保有限元模型的有效性和可选性。用于本征值分析的FE模型部件图(左)和受夹紧和圆周力的振型(右)刹车系统在刹车测力计上刹车系统完整的三维模态振型不同摩擦系数下两种模态附加质量的影响导致制动钳结构性失衡刹车盘刚度的改变导致的结构性失衡(直线型和弯曲型通风沟)※更多案例信息,请与我们联系
为什么需要光学测量技术?MEMS系统需要通过一些部分的动作用于传感和驱动微镜,加速计,陀螺仪,膜式传感器,压力传感器等…电路测试可用于设备是否正常工作的测试不能确定设备的精确行为不能测量到器件在工作过程中的实际形态变化.光学测量可以!压力传感器的共振和工作振型最早的MEMS设备之一,各种类型,不同的应用一些和性能相关的参数,如膜厚度或内部应力无法通过电学方式测量f=227kHzf=437kHzf=842kHz压力传感器:参数识别※更多案例信息,请与我们联系
微悬臂是最简化但也是最多样化的MEMS设备微悬臂是许多设备和应用程序的基本结构元素Inertialsensors惯导器件RFMEMS射频开关BiomedicalMEMS生物微机系统EnergyHarvesting能量回收系统MoleculeDetection分子检测………………MEMS悬臂梁:有限元验证MEMS悬臂梁的三维测试※更多案例信息,请与我们联系
医疗技术首要考虑的就是安全性。因此,完整记录开发阶段对于生产出优良产品和实现法律确定性而言十分必要。激光测振仪对医疗器械的开发和质量评估极其重要,如牙科或外科超声设备和成像方法等。使用激光测振仪进行测量,还可以提高医疗保健产品(例如吸入器、呼吸器和牙刷)的效率和安全性,其已成为研发、检查、校准和认证中耳植入物和植入式助听器的必备工具。超声能量必须到达医疗设备所需的位置。扫描式激光测振仪能快速、明确地告知超声波致动器能量的分布情况,加快开发过程。特定工作频率振动节点的定位可优化设计,从而降低能量耗散。系统具有高空间分辨率,测量精度达皮米级,能快速可靠地显示出高频振型。激光测振仪是起着决定性的关键技术,是用于验证有创性和诊断性医学超声仪器的FE模型的高效工具。其具有诸多技术优势:线性度高达MHz、完全负反馈效应、高横向分辨率,几乎满足所有结构动态测试需求。从声场可视化和耐久性(应变/应力)的基本技术引申出的计算方法为客户开辟出更深入的应用领域。因此,激光多普勒测振仪是医生和科研人员提高医疗设备的研发效率及可靠性的强有力工具。※更多案例信息,请与我们联系
微机电(MEMS)换能器可用于从环境振动中获取能量。这些静电装置通过梳状结构中的可变电容将质量块振动中所含的机械能转换成电能。本文中,我们使用显微式激光测振仪,以纳米分辨率测量共振器的面内振动特性。通过对换能器施加从小到大的激励,产生并测量出换能器的线性和非线性动力学响应。最重要的是,还可确定不同的激励和负载阻抗对能量采集的影响。·为什么需要能量采集?进行能量采集的微型化系统是自维持换能器和执行器系统的关键部件。他们从环境能量源(如温度梯度,机械振动,或气流)中产生电流。本文讨论的MEMS器件利用环境振动来驱动弹簧悬浮质量块的运动,从而改变静电梳状微结构的电容来产生电流。环境振动覆盖的振幅和频率范围很广。如图1所示,通常情况下,和活体相比,机械装置的频率较高振幅较低。图1机械装置和活体运动的典型频率和振幅范围·实验布局通过对设计成交错梳状结构的可变电容进行充电,实现将机械能转换成电能。在图2中,左侧为MEMS换能器的功能布局,右侧为实际设备的放大图像。换能器包括一个由四个弹簧悬浮起来的质量块,这四个弹簧长1毫米,宽度在1.4~7.4μm之间不等。根据理论分析,可计算出当质量块为0.1mg时,其共振频率在96~1160Hz之间。质量块相对的梳状齿就像一个可移动的电极,与外部的梳状电极一起固定在基底上,以此获得两个可变电容。换能器采用绝缘硅(SOI)工艺,平面内的总体尺寸是3x6mm2。图2机电换能器和梳状结构的功能性布局·面内振动测量为了更深入地了解能量换能器的机械动力学,很有必要获知换能器的频率特性。为此,我们采用压电致动器作为激励源,使用频闪技术和光学图像处理技术,以纳米分辨率测量质量块的面内运动z(t)、【幅相】和激励振动y(t)。本次试验中,测量系统是MSA-500显微式激光测振仪,其包含同步频闪LED光源和先进的摄像机,通过对周期运动中不同相位的图像进行“冻结”,从而提取面内运动数据。此外,激励由单点式激光测振仪来控制,包括测量光束和参考光束。实验装置示意图如图3所示。图3激励装置的安装示意图及质量块的运动测试为获取这些装置的动态特性,记录了当输入振动为2.4nm时,质量块在位移峰峰值Zpp时的共振。测量结果如图4所示。测量数据显示为振幅和相位的洛伦兹特性。面内运动z(t)的相位相对于激励y(t),在共振时有个90°的变化,这个在图4中也可以看到。在大气中工作时,得到的q因子为190,计算出的共振频率为1160Hz,要低于实际测量值1522Hz,而且器件的共振频率还将随着激励的减弱而进一步减小。如图5所示,三次递增的激励振幅分别为8、19和37nm,在较高的激励振幅下,该器件表现出非线性特性,且在更高的频率处出现共振峰,这种效应被称为弹簧硬化。图4换能器的幅值、相位VS频率曲线图5高激励幅值下Zpp的非线性曲线·什么决定了能量输出?实验结果进一步证实了质量块的运动与可变电容及能量收集之间的相关性。在图6中,横坐标为频率f,激励幅值为0.2μm、电压70V,得出的是不同负载阻抗Rload下的能量收集的输出功率P。由图可以看出,负载阻抗对于能量收集装置的输出功率是一个重要参数,在具体应用中可以进行优化改进。图6不同负载阻抗下,频率和能量采集功率曲线·鸣谢Author·ContactDipl-Ing.UlrichBartschMicrosystemMaterialsLaboratoryDepartmentofMicrosystemsEngineering(IMTEK),UniversityofFreiburgD-79110Freiburg,Germanybartsch@imtek.de
轴承噪音的高级测试中心位于奥地利斯泰尔的SKF集团建立了质量技术中心(QTC),其研发、制造和销售高精度产品测量设备,致力于汽车轴承业和润滑行业的质量控制和工艺改进。尽管每天生产数以千计的产品,SKF仍以产品零缺陷为目标,在需要先进测试系统的生产线终端进行100%的产品噪声测试。QTC已在全球范围内销售了500多台用于连续噪音测试的设备(图1)。从2010年起,QTC开始与Polytec合作,自此,IVS工业用激光测振仪便取代原来的感应式车身振动传感器(图2)。图1汽车轮毂轴承内部噪声测试图2SKF定制版激光测振仪用于噪声测试这项新技术具有诸多优势:非接触式使用灵活信号精确、稳定设备复位、校准简单,运行费用低光学头维修费用低易于产品升级IVS工业用激光测振仪的使用还能简化设备布局和设计。此外,其它设备如耐久性测试台,是噪音测试设备的有效补充。为客户开辟新的应用领域SKF公司生产各种便携式和在线测试的压电振动传感器,进一步性能升级了的IVS工业用激光测振仪与SKF状态监测产品搭配使用。例如,SKF定制版激光测振仪MSL-7000和MSL-7100可以与SKFMicrolog结合使用(图3),为客户提供附加价值。图3便携式振动分析包,配有SKF定制版激光测振仪和SKFMicrolog这样以来,一方面可为SKF设备开辟新的潜在应用领域,另一方面也为各种不同应用场合带来了先进和灵活的测试工具。不同应用场合下的便携使用远距离测试可测量热表面或旋转部件信号稳定,对压电片不施加外力可测量危险、不易接近的区域可透过玻璃测试帮助客户实现自身价值如今,SKF有能力支持她的客户进行质量控制。新的SKFMSL-7000激光测振仪可以结合QTC噪声测试技术,用于先进的电机、泵、压缩机等终端设备测试。这意味着,SKF也为外部客户提供自己的内部噪声测试标准,可以帮助其客户实现最终的质量检验和制造工艺改进,实现“用SKF知识武装世界”。鸣谢WernerPalmetshoferSKFÖsterreichAGQualityTechnologyCentre