| 主权项 |
1.一种振动量测装置,其位于一感应空间内,系用以量测一物体之一振动,其包括:一感应本体,其系因应该振动而产生一动态资讯;以及一压电感应层,设置于该感应本体上,并与该感应本体合成一点型感应子(point sensor),且该压电感应层系以一均布模态来形成,俾于该感应空间选择一特定频宽来感应量测该动态资讯。2.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该物体系为一建筑结构物、音响或军用机械,且该感应本体系为一感应子结构体,而该压电感应层系为一薄层并具有一有效压电强度。3.如申请专利范围第2项所述之装置,其系为一加速规(accelerometer)、一加速度率计或一力感应子。4.如申请专利范围第3项所述之装置,其中该加速规、该加速度率计及该力感应子系各具有动态资讯不同之感应子结构体。5.如申请专利范围第2项所述之装置,其中该薄层系由二压电薄片相对黏贴而成,且具有二压电表面,以感应该特定频宽,并于该二压电表面各贴有一表面电极,而该二表面电极之一交集系为一有效表面电极,藉以产生该有效压电强度。6.如申请专利范围第5项所述之装置,其中该压电感应层之该二压电薄片系具有相反的极化方向而位于该有效表面电极中,并利用一虚接地(pseudo ground)的方式来达到电磁屏障(EMIshielding)的效果。7.如申请专利范围第5项所述之装置,其中该压电感应层系因一电位移而具有一极化强度及一极化方向。8.如申请专利范围第7项所述之装置,其中该压电感应层之该电位移系依一厚度方向而产生一感应电荷,该感应电荷即为该电位移之一电荷讯号,且位于该有效表面电极范围内,并由该有效表面电极来加以量测。9.如申请专利范围第8项所述之装置,其中该有效表面电极系具有一特定形状,而该特定形状由一表面电极函数来决定,以因应该感应本体之不同而定出相异之该特定形状。10.如申请专利范围第9项所述之装置,其中该表面电极函数系为一权重(weighting)函数,而该电位移之该电荷讯号系由一频谱来呈现,并利用该权重函数来调变。11.如申请专利范围第10项所述之装置,其中该表面电极函数更须与一赫韦塞阶梯(Heaviside Step)函数相配合,以减少该频谱之一渗漏现象。12.如申请专利范围第10项所述之装置,系为一感应子系统,其中该物体之该振动系产生一空间波数,而该表面电极函数于该感应空间之积分,系能克服该感应子系统因调变增益导致该空间波数之一相位延迟现象。13.如申请专利范围第12项所述之装置,其中该空间波数之一相角系为固定不变,以同时取得该空间波数之一过去、现在及未来资讯,并使该装置成为一宽频或可选择频宽的空间滤波器。14.如申请专利范围第13项所述之装置,其中该表面电极函数系为一拉普拉断转换表上的函数,以选择各种滤波的效果,而利于该装置与一控制回圈相接的设计。15.如申请专利范围第9项所述之装置,其中该压电感应层系为一第一模态(modal)感应子,即为该感应本体之一搭配滤波器。16.如申请专利范围第15项所述之装置,更包含一第二模态感应子,以具有一更高模态的频宽。17.如申请专利范围第16项所述之装置,其中该第二模态感应子系由一第二表面电极函数来决定,以消去对该第一模态感应子的敏感度,而该第二表面电极函数系藉由一特征(eigen)函数之展开而得,使该第二模态感应子成为一反第一模态感应子。18.如申请专利范围第17项所述之装置,其中该反第一模态感应子系具有极性相反之表面电极,并利用一上下对称的形状来增加该电荷讯号的强度。19.如申请专利范围第18项所述之装置,其中该反第一模态感应子系能抵消因绕轴转动所产生的一误差讯号,以使该装置具有一第二共振频,而该感应本体系具有一柔性结构,以缩小体积并提升其对一低频响应的效果。20.如申请专利范围第19项所述之装置,系为一点型均布感应子,其中该反第一模态感应子系经由一半导体制程来制作,而使该点型均布感应子成为一低频加速规。21.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该压电感应层之一有效压电强度系因该压电感应层之一厚度调变而有差异,且该压电感应层之材料系为一聚偏二氟乙烯(poly-vinylidene fluoride, PVDF)之压电聚合物、钛锆酸铅(lead zirconate titanate, PZT)或氧化锌(Zinc Oxide, ZnO)。22.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该压电感应层所选择之该特定频宽系为一低通、高通、带通或带不通之频域范围。23.如申请专利范围第1项所述之装置,更包括一第二压电感应增,以利于在该感应空间选择一第二频宽来感应量测该动态资讯。24.如申请专利范围第1项所述之装置,系为一加速规,其中该压电感应层感应该动态资讯以产生一电荷或电压讯号,且该压电感应层与一介面电路电连接,而该介面电路系装设有一电荷或电压放大器以放大该电荷或电压讯号,即能获得一加速度讯号。25.如申请专利范围第1项所述之装置,系为一加速度率计,其中该压电感应层感应该动态资讯以产生一电流讯号,且该压电感应层与一介面电路电连接,该介面电路系装设有一电流放大器以放大该电流讯号,而获得一加速度率讯号。26.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该感应本体系为一梁或轴。27.如申请专利范围第1项所述之装置,更包含:一致动器,其与该感应本体相接;以及一回授电路,电连接于该压电感应层及该致动器,系用以接收该压电感应层所发出之一量测讯号,且该回授电路传送一回授讯号至该致动器,俾控制该感应本体之变形量。28.如申请专利范围第27项所述之装置,系为一主动点型均布感应子,其中该回授电路系包括一介面电路、一回授补偿电路及一放大器,并且该回授补偿电路系能输出一正比于该回授讯号之量测讯号。29.如申请专利范围第27项所述之装置,其中该压电感应层系为一模态感应子,即使该装置成为一低敏感度之主动点型均布感应子。30.如申请专利范围第27项所述之装置,其中该压电感应层系为一反模态感应子,即使该装置成为一低敏感度之主动点型均布感应子。31.如申请专利范围第27项所述之装置,其系为一加速规、一加速度率计或一方感应子。32.如申请专利范围第27项所述之装置,其中该回授电路系具有一比例/积分/微分(PID)控制器、一相位延迟(Leg)补偿器或一相位领先(Lead)补偿器。33.如申请专利范围第27项所述之装置,其中该致动器系为一薄层致动器,且以一钛锆酸铅(PZT)或一聚偏二氟乙烯(PVDF)制成。34.如申请专利范围第27项所述之装置,其中该致动器系为一点式致动器,且以一钛锆酸铅(PZT)或一聚偏二氟乙烯(PVDF)制成。35.如申请专利范围第27项所述之装置,其中该致动仑系为一均布式致动器,且利用一电场、磁场或电磁场来驱动。36.如申请专利范围第27项所述之装置,其中该致动器系为一点式致动器,且利用一电场、磁场或电磁场来驱动。37.一种振动量测方法,应用于一感应空间内以量测一物体之一振动,其包括:a)提供一感应本体,其系因应该振动而产生一动态资讯;以及b)提供一压电感应层,设置于该感应本体上,并与该感应本体合成一点型感应子(point sensor),且该压电感应层系以一均布模态来形成,俾于该感应空间选择一特定频宽来感应量测该动态资讯。38.一种振动量测方法,应用于一感应空间内以量测一物体之一振动,其包括:a)提供一感应本体,其系因应该振动而产生一动态资讯;b)提供一压电感应层,设置于该感应本体上,并与该感应本体合成一点型感应子(point sensor),且该压电感应层系以一均布模态来形成,能于该感应空间选择一特定频宽来感应量测该动态资讯;c)提供一致动器,其与该感应本体相接;以及d)提供一回授电路,电连接于该压电感应层及该致动器,系用以接收该压电感应层所发出之一量测讯号,且该回授电路传送一回授讯号至该致动器,俾控制该感应本体之变形量。图式简单说明:第一图:是习知之压力式加速规的纵断面示意图;第二图:是习知之悬臂梁式压电加速规的纵断面示意图;第三图:是习知之剪切式压电加速规的纵断面示意图;第四图:是习知之单固定压力式加速规的纵断面示意图;第五图:是习知之双自由端式压电加速规的纵断面示意图;第六图:是本发明振动量测装置之较佳实施例的立体示意图;第七图:是空间滤波器之频谱1/(-k2+1)之波得增益相位图;第八图:是空间滤波器之频谱1/(k2+1)之波得增益相位图;第九图:是本发明振动量测装置之又一较佳实施例的立体示意图;第十图:是本发明振动量测装置之反第一模态感应子的电极函数之形状示意图;以及第十一图:是本发明振动量测装置之再一较佳实施例的立体示意图。 |
