基于PMN-PT的宽带高灵敏双谐振式声发射传感器研究.pdf

第4 6卷 第1期压 电 与 声 光V o l.4 6 N o.12 0 2 4年2月P I E Z O E L E C T R I C S&A C OU S TOO P T I C SF e b.2 0 2 4 收稿日期:2 0 2 3-1 0-1 9 基金项目:上海市科委人才项目(2 1 Y F 1 4 2 1 5 0 0)作者简介:宋洋(1 9 9 8-),男,吉林省吉林市人,硕士生。文章编号:1 0 0 4-2 4 7 4(2 0 2 4)0 1-0 1 1 2-0 6D O I:1 0.1 1 9 7 7/j.i s s n.1 0 0 4-2 4 7 4.2 0 2 4.0 1.0 2 1基于PMN-P T的宽带高灵敏双谐振式声发射传感器研究宋 洋1,唐正凯1,史汝川1,林 迪2,韩 韬1,罗骋韬1(1.上海交通大学 电子信息与电气工程学院,上海 2 0 0 2 4 0;2.中国科学院 上海硅酸盐研究所,上海 2 0 1 8 0 0)摘 要:声发射传感器被广泛应用于局部放电检测中,而基于P Z T压电陶瓷的声发射传感器难以同时满足越来越高的灵敏度和带宽需求。该文设计了一种双谐振式声发射传感器,采用高性能铁电单晶PMN-P T作为压电振子,并使用谐振峰耦合,可同时提升灵敏度和带宽。所制备的传感器实现了7 6.2 d B的高灵敏度,2 01 0 5 k H z的大带宽,且具备良好的稳定性。对比基于P Z T-5 H的声发射传感器,其具有更高的灵敏度和信噪比。关键词:PMN-P T单晶;P Z T-5 H陶瓷;双谐振式声发射传感器;局部放电检测;有限元模型中图分类号:T N 8 0 4;T N 9 2;T P 2 1 2.1 文献标识码:A S t u d y o n W i d e b a n d H i g h-S e n s i t i v i t y D u a l-R e s o n a n c e A c o u s t i c E m i s s i o n S e n s o r B a s e d o n PMN-P TS O N G Y a n g1,T A N G Z h e n g k a i1,S H I R u c h u a n1,L I N D i2,H A N T a o1,L U O C h e n g t a o1(1.S c h o o l o f E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g,S h a n g h a i J i a o t o n g U n i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0,C h i n a;2.S h a n g h a i I n s t i t u t e o f C e r a m i c s,U n i v e r s i t y o f C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,S h a n g h a i 2 0 1 8 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h e a c o u s t i c e m i s s i o n s e n s o r s a r e w i d e l y e m p l o y e d i n t h e p a r t i a l d i s c h a r g e d e t e c t i o n,b u t t h o s e b a s e d o n P Z T p i e z o e l e c t r i c c e r a m i c s a r e d i f f i c u l t t o m e e t t h e i n c r e a s i n g d e m a n d s f o r s e n s i t i v i t y a n d b a n d w i d t h s i m u l t a n e-o u s l y.T h i s s t u d y d e s i g n s a d u a l-r e s o n a n c e a c o u s t i c e m i s s i o n s e n s o r u s i n g h i g h-p e r f o r m a n c e f e r r o e l e c t r i c s i n g l e c r y s-t a l PMN-P T a s t h e p i e z o e l e c t r i c v i b r a t o r.T h e r e s o n a n t p e a k c o u p l i n g i s u s e d t o i m p r o v e t h e s e n s i t i v i t y a n d b a n d-w i d t h s i m u l t a n e o u s l y.T h e f a b r i c a t e d s e n s o r d e m o n s t r a t e s a r e m a r k a b l e s e n s i t i v i t y o f 7 6.2 d B,a l o n g w i t h a w i d e b a n d w i d t h o f 2 0 k H z t o 1 0 5 k H z.I t e x h i b i t s e x c e l l e n t s t a b i l i t y,s u r p a s s i n g P Z T-5 H-b a s e d a c o u s t i c e m i s s i o n s e n s o r s i n s e n s i t i v i t y a n d s i g n a l-t o-n o i s e r a t i o.K e y w o r d s:PMN-P T s i n g l e c r y s t a l;P Z T-5 H c e r a m i c s;d u a l-r e s o n a n c e a c o u s t i c e m i s s i o n s e n s o r;p a r t i a l d i s-c h a r g e d e t e c t i o n;F EM 0 引言局部放电现象会对电力设备绝缘造成极大危害1-2。声发射检测法是常用的检测方法之一,被用于检测局部放电产生的超声信号3-4。由于局部放电强度低(尖端放电的放电量不足1 0 p C),激发的超声 波 频 带 宽(为2 02 0 0 k H z且 主 要 集 中 在1 0 0 k H z内),声发射传感器的灵敏度越高,带宽越大,则越利于准确检测并识别局部放电类型,所以需要声发射传感器具备高灵敏度(峰值灵敏度不小于6 0 V/(ms-1)和大带宽(2 01 0 0 k H z)5-6。现有的基于压电陶瓷P Z T的声发射传感器难以同时实现该灵敏度和带宽要求,因此需要开发新的设计方案。新型弛豫铁电单晶PMN-P T的机电耦合系数高(k3 3约为9 0%),可以提升传感器的灵敏度,被应用于多种类型的超声换能器中7-9。但是PMN-P T具有较高的机械品质因数(Qm约为1 5 0),不利于提升传感器带宽,且一般的添加背衬或多振动模态耦合的方法在提升带宽的同时会降低灵敏度,故而关于使用PMN-P T制备声发射传感器的报道较少,对于PMN-P T在应用时的振动模态、振子尺寸、传感器结构及工作稳定性等尚不清楚。针对上述问题,本文使用有限元(C OM S O L)进行仿真模拟并结合实验验证,研制了基于PMN-P T的双谐振式声发射传感器,并与使用相同原理制备的基于P Z T-5 H传感器进行对比5-6,1 0-1 1。通过灵敏度标定、稳 定性、温度特性及局部放电检测实验,证明基于PMN-P T的传感器性能优秀,能满足局部放电检测的需要。同时,通过基于PMN-P T和P Z T-5 H的声发射传感器性能对比,验证了PMN-P T替代P Z T-5 H用于局部放电检测的声发射传感器制备的可行性。1 双谐振式声发射传感器灵敏度、结构及谐振峰耦合原理1.1 声发射传感器的灵敏度和带宽声发射传感器的灵敏度定义为输出电压与机械输入的比值(位移、速度、加速度),当采用速度作为输入量时,灵敏度被称为速度灵敏度,即:Sv()=2 0 l o g1 0V()v()(1)式中:Sv()为速度灵敏度;V()为输出电压;v()为传感器接收表面振速。声发射传感器的带宽通常定义为峰值灵敏度减去1 0 d B的频带宽度。根据超声信号的频带特征以及现有商用声发射传感器峰值灵敏度小于7 5 d B,故要求设计的声发射传感器带宽覆盖2 0 1 0 0 k H z,灵敏度峰值超过7 5 d B。1.2 压电材料选择与对比为使传感器具备高灵敏度,压电振子应选择具备较高机电耦合系数和压电常数的振动模态。在所有的振动模态中,通常长度伸缩振动模态下具备最高的机电耦合系数k3 3和压电应变常数d3 3,故选择压电振子工作在长度伸缩振动模态。本文使用的PMN-P T(中国科学院上海硅酸盐研究所制备)和P Z T-5 H(浙江神镭超声材料制备)性能对比如表1所示。由表可见,对比P Z T-5 H,P MN-P T的k3 3和d3 3分别提升了约2 0%和1 5 5%,有利于提高灵敏度。但PMN-P T的机械品质因数Qm远高于P Z T-5 H,这降低了传感器的带宽,因此,采用谐振峰耦合方式制成的双谐振式声发射传感器提升了带宽。表1 PMN-P T和P Z T-5 H的材料特性材料PMN-P TP Z T-5 H密度/(k gm-3)8 0 9 07 5 0 0机电耦合系数k3 39 0.7%7 5.5%压电应变常数d3 3/(p CN-1)1 5 1 35 9 3恒应力介电常数T3 35 2 8 01 23 4 0 0纵波声速v3 3/(ms-1)3 4 7 2.23 9 4 5.0声阻抗Z3 3/MR a y l2 8.02 8.8机械品质因数Qm1 5 05 31.3 谐振峰耦合原理使用两个不同的压电振子,利用谐振峰耦合提升传感器带宽的双谐振式声发射传感器结构如图1(a)所示。传感器由两个极化方向相反的压电振子、外壳和匹配层组成。定义两个压电振子最近的两个平面距离为压电振子间距。图1 双谐振式声发射传感器结构示意图及谐振峰耦合原理图当传感器使用多个谐振频率不同的压电振子,且这些压电振子的谐振峰耦合时,传感器的带宽将得到极大提升。但并非所有的压电振子都能发生耦合,谐振峰耦合的条件见图1(b)。假设频段f1-f2需要在传感器的-1 0 d B带宽内,单独使用一个压电振子的带宽无法满足该条件。利用两个不同的压电振子,当两个压电振子的谐振峰足够接近时,若在f1、f2之间任意频点f处满足下式,则两个压电振子谐振峰耦合,能成功设计出带宽覆盖f1-f2的传感器。V1+V21 0-0.5Vm a x(2)式中:V1和V2为压电振子1、2在频率f处的输出电压;Vm a x为压电振子输出的最大电压,并假设各个频点处传感器的输入速度相等。上述分析是一种理想条件,实际上由于压电振子在所有频率上都有响应,压电振子的振动会相互产生串扰以及两个压电振子输出电压存在相位差,所以V1、V2和Vm a x值会发生变化。因此,两个不同尺寸的压电振子能否311 第1期宋 洋等:基于PMN-P T的宽带高灵敏双谐振式声发射传感器研究耦合以及耦合后的效果需要利用有限元进行分析。2 双谐振式声发射的设计与制备2.1 双谐振式声发射传感器设计传感器的应用频带为2 01 0 0 k H z,中心频率为6 0 k H z。首先通过有限元仿真确定谐振频率在6 0 k H z附近的压电振子长度。开环情况下,长度伸缩振动模态压电振子的谐振频率为fr=c(2n-1)4l(3)式中:fr为谐振频率;c为压电材料声速;l为压电材料长度;n为正整数。由于电缆的额外输入阻抗会明显改变传感器响应,故在实际仿真中必须加以考虑。线缆对传感器的影响是对压电振子添加了一个串联电容和并联电阻,通过测量,使用传输线缆的电容为9 0 p F,电阻为1 0。经仿真可得,8 mm的PMN-P T声发射传感器在考虑外电路时,其谐振频率为6 5 k H z,带宽为4 6.18 0.1 k H z,在开环时的谐振频率为1 1 0 k H z。外电路使谐振频率向低频偏移超过4 0%。外部电路相当于对压电振子添加了负载,改变了压电振子的静态电容,使压电振子的最小导纳频率变小,进而使谐振频率变小。为了实现带宽提升,选择使用谐振频率小于6 5 k H z和谐振频率大于6 5 k H z的两个压电振子。为了考察压电振子谐振峰耦合效果,利用有限元模型进行仿真,最终选择9 mm+7 mm的压电振子,谐振频率分别为5 5 k H z和7 0 k H z。利用式(3)计算得到与9 mm和7 mm PMN-P T的开环谐振频率相同的P Z T-5 H长度分别为1 0 mm和8 mm,大于PMN-P T的长度。低频段的应用会增加压电振子的长度,长度过大则不利于传感器的制备和实际使用。PMN-P T较低的声速将有效减小所需的长度,有利于传感器的小型化。在仿真过程中发现随着压电振子间距的增大,传感器的带宽逐渐减小。为使传感器具备更大的带宽,将压电振子的间距设定为0.5 mm。使用9 mm和7 mm PMN-P T压电单晶的双谐振式声发射传感器命名为S 9 7,使用1 0 mm和8 mm P Z T-5 H压电陶瓷的双谐振式声发射传感器命名为C 1 0 8。开环情况 下,S 9 7和C 1 0 8的 灵 敏 度 曲 线 分 别 如 图2(a)、(b)所示。考虑外电路情况下,S 9 7和C 1 0 8的灵敏度曲线分别如图2(c)、(d)所示。图2 S 9 7和C 1 0 8开环和考虑外电路的灵敏度曲线S 9 7在开环和考虑外电路时的灵敏度分别为9 4.6 d B和7 8.2 d B,C 1 0 8在开环和考虑外电路时的灵敏度分别为9 0.7 d B和7 6.0 d B。PMN-P T具有更高的k3 3和d3 3,这有效地提升了传感器的灵敏度。S 9 7在 开 环 和 考 虑 外 电 路 时 的 带 宽 分 别 为3 6.49 8.3 k H z和7 2.21 5 2.3 k H z,低于C 1 0 8在开环和考虑外电路时的带宽4 7.11 3 0.4 k H z和7 0.01 5 5.8 k H z。但 对 比 使 用 单 压 电 振 子(8 mm PMN-P T)的传感器,带宽提升了约8 0%,证411压 电 与 声 光2 0 2 4年 明谐振峰耦合方式可以有效地弥补因PMN-P T的高Qm而导致传感器带宽减小的影响。因此,结合PMN-P T高k3 3和d3 3的优势以及使用谐振峰耦合的设计,可使声发射传感器同时具备高灵敏度和大带宽的特点。外电路使压电振子的谐振频率向低频发生偏移,由于PMN-P T具有更大的静态电容,9 mm的PMN-P T谐 振 频 率 偏 移 了 约4 3.2%,远 高 于1 0 mm P Z T-5 H的2 7.0%。更低的声速和谐振频率更易受到外电路影响而向低频偏移,PMN-P T只需更小的尺寸便可以实现更高的检测灵敏度,因此,对于应用于低频段的声发射传感器,PMN-P T是一种理想材料。2.2 双谐振式声发射传感器制备声发射传感器的匹配层除了起到保护压电振子的作用,还能在压电材料和传声介质之间起到匹配作用,增强声波的透射,提升传感器的灵敏度和带宽。掺杂氧化铝是制备匹配层的常用方法,氧化铝的声速约为9 5 7 0 m/s,声阻抗约为3 7.4 MR a y l,通过掺杂制备的匹配层声阻抗会改变5 MR a y l1 3。S 9 7和C 1 0 8的匹配层使用掺杂氧化铝的方法制备(确吉(上海)电子科技有限公司),声速为9 5 0 0 m/s,声阻抗为3 6.8 MR a y l。采用铝合金作为传感器的外壳,制备的S 9 7和C 1 0 8双谐振式声发射传感器如图3所示。图3 S 9 7和C 1 0 8实物图及S 9 7内部结构图3 结果与讨论3.1 校准结果C 1 0 8由中国计量科学研究院经纵波绝对校准方法校准。S 9 7声发射传感器的校准采用面对面校准1 4。校准结果如图4所示。表2总结了S 9 7、C 1 0 8及一款商用声发射传感器P X R 0 4-0 0 4 7的校准结果。图4 S 9 7和C 1 0 8双谐振式声发射传感器校准结果表 2 声发射传感器S 9 7,C 1 0 8和P X R 0 4性能表压电振子材料最大响应频率/k H z峰值灵敏度/d B带宽/k H zS 9 7PMN-P T5 0,6 57 6.2,7 2.7 2 01 0 5C 1 0 8P Z T-5 H6 0,7 57 1.4,6 8.1 4 01 8 0P X R 0 4-0 0 4 7P Z T4 06 8.33 05 0 双谐振式声发射传感器S 9 7的最高灵敏度为7 6.2 d B,C 1 0 8和P X R 0 4的灵敏度均低于7 2 d B,证明了采用P MN-P T作为压电振子,其高机电耦合系数和压电常数可以有效提升灵敏度,且S 9 7的带宽覆盖2 0 1 0 0 k H z的检测范围,这说明谐振峰耦合设计有效地提升了传感器的带宽。对比商用声发射传感器P X R 0 4,S 9 7不仅实现了更高的灵敏度和更大的带宽,而且使用的压电振子表面积更小(约为P X R 0 4的1 7%),体积更小(约为P X R 0 4的1 0%),说明当优化双谐振式声发射传感器的尺寸,尤其是径向尺寸后,传感器具备在复杂曲面上进行检测的应用潜力。对比仿真结果,校准得到的灵敏度峰值与仿真峰值偏差约为1 0%,这是由于仿真中激励源为铅笔芯断裂的等效函数,而实验中采用发射换能器作为激励源,研究表明不同的激励源会使谐振峰偏差超过3 0%1 5-1 6。仿真得到的带宽小于校准得到的结果,其原因是仿真中缺少对压电振子阻尼的准确拟合。3.2 稳定性和温度特性对声发射传感器的稳定要求是局部放电超声波检测仪连续工作1 h后,注入恒定幅值的脉冲信号,其响应值的变化不应超过2 0%,传感器的灵敏度变化范围应在-1.9 41.5 8 d B。将S 9 7、C 1 0 8与发射换能器固定在一个尺寸为4 0 0 mm4 0 0 mm5 mm的铝板上,发射换能器连续发射1 h的声波,S 9 7和C 1 0 8接收发射声波。1 h后重新进行校准实验,重复进行1 0次,S 9 7和C 1 0 8其中3次的检测结果分别如图5(a)、(b)所示。在1 0次校准结果中,灵敏度的变化均在稳定性要求范围内,并且S 9 7灵敏度方差为0.6 3,C 1 0 8灵敏度的方差为0.5 9。S 9 7和C 1 0 8的灵敏度方差接近,证明基于PMN-P T的声发射传感器可以达到与目前流行的基于511 第1期宋 洋等:基于PMN-P T的宽带高灵敏双谐振式声发射传感器研究P Z T陶瓷的传感器相近的稳定性。图5 S 9 7和C 1 0 8的稳定性和温度特性测试结果 压电振子的特性会受到温度影响,因此需要测量传感器的温度特性。使用对流加热将传感器加热到一定温度,测量传感器在两个压电振子谐振频率下的输出电压,如图5(c)、(d)所示。由图可见,S 9 7与C 1 0 8在2 5 7 0 的输出电压随着温度升高而逐渐增大,最高电压对比室温输出电压分别提升了约5.3%和5.4%,证明基于P MN-P T的声发射传感器具备与现有基于P Z T的传感器一样优异的温度特性。温度高于7 0,接近P MN-P T的退极化温度,P MN-P T性能退化1 7,S 9 7的输出电压下降,证明基于P MN-P T的传感器不适宜高温检测。但利用P MN-P T制备的声发射传感器能够胜任多数的室内检测任务。3.3 局部放电检测对S 9 7和C 1 0 8进行局部放电检测实验。将声发射 传 感 器(S 9 7、C 1 0 8及 商 用 声 发 射 传 感 器P X R 0 4-0 0 4 7)贴 合 在2 5 2 k V高 压 开 关 柜(Z F 1(G I S/H-G I S),上海西电高压开关设备有限公司)上,同时使用特高频(UH F)传感器检测局部放电,所得测量结果如图6所示。图6 S 9 7,C 1 0 8和P X R 0 4及UH F传感器在一个工频周期的输出电压及3种声发射传感器的信噪比使用UH F传感器作为参考,防止声发射传感611压 电 与 声 光2 0 2 4年 器出现漏检和误检。由于UH F传感器检测电磁波,因此,当局部放电发生时,UH F传感器会首先响应,当超声波传播到设备外壁后,声发射传感器开始响应。在全部的6 0组检测结果中,UH F传感器和声发射传感器均检测到局部放电信号,且输出结果具备良好的一致性,证明了S 9 7不会出现漏检和误检,具有良好的检测能力。当没有局部放电发生时,声发射传感器对环境噪声也会有响应。S 9 7、C 1 0 8和P X R 0 4对环境噪声的输出电压峰-峰值分别为0.0 2 2 8 V、0.0 7 5 1 V和0.0 7 5 0 V。S 9 7的输出电压更小,具备更好的噪声屏蔽能力,而使用P Z T陶瓷作为压电振子的传感器,C 1 0 8和P X R 0 4对噪声响应的大小相近,且几乎是S 9 7的3.3倍。经计算,S 9 7、C 1 0 8和P X R 0 4的信噪比分别为1 7.3 3 d B、3.2 0 d B和0.7 2 d B。谐振峰耦合时,两个压电振子的输出采取差分模式,可以消除共模误差,因此,S 9 7和C 1 0 8的灵敏度高于P X R 0 4。同样采用差分输出的S 9 7灵敏度远高于C 1 0 8,证明了PMN-P T单晶具有更强的噪声抑制能力。对于工作在高环境噪声的声发射传感器,PMN-P T是一种合适的材料。对S 9 7、C 1 0 8和P X R 0 4的输出电压计算功率谱密度如图7所示,在开关柜中使用尖端放电源,尖端放电的频率在1 0 0 k H z内6。在功率谱密度中,S 9 7、C 1 0 8和P X R 0 4功率谱密度吻合,在2 5 k H z和1 0 5 k H z上存在峰值,且在1 0 0 k H z内强度更高,验证了S 9 7和C 1 0 8都具备良好的检测能力。S 9 7显示出高信噪比和良好的检测能力,这对使用PMN-P T提升传感器性能的设计方案进行了验证,说明PMN-P T是制备用于局部放电检测的声发射传感器的理想材料。图7 S 9 7、C 1 0 8和P X R 0 4输出电压的功率谱密度4 结束语本文设计制备了基于PMN-P T的双谐振式声发射传感器。其中,PMN-P T压电振子采用长度伸缩振动模态,两个压电振子的长度分别为9 mm和7 mm,振子间距 为0.5 mm,匹配 层的声阻抗 为3 6.8 MR a y l,声速为9 5 0 0 m/s。经校准,制备的双谐振式声发射传感器灵敏度为7 6.2 d B,带宽为2 01 0 5 k H z,实现了通过采用PMN-P T获得高灵敏度以及通过谐振峰耦合设计提升带宽的目标。与基于P Z T-5 H采用相同方法设计的传感器进行对比,得益于P MN-P T的高机电耦合系数,基于P MN-P T的声发射传感器的灵敏度是基于P Z T-5 H的近5 d B。P MN-P T的高机械品质因数使传感器带宽低于基于P Z T-5 H的传感器,但谐振峰耦合的设计使带宽满足检测需求。P MN-P T具有比P Z T-5 H更大的静态电容,使其谐振频率受外电路影响向低频的偏移幅度更大,这种低频偏移并结合P MN-P T更低的声速,使其更适用于制备低频声发射传感器。通过传感器的灵敏度标定验证了仿真结果与预测的趋势相吻合。通过局部放电检测实验,计算得到基于P MN-P T的声发射传感器具备更高的信噪比(达1 7.3 3 d B),可以准确地检测到局部放电现象。通过稳定性和温度特性实验,证明了基于P MN-P T的声发射传感器都具有良好的稳定性和重复性。同时,双谐振式声发射传感器使用的压电材料体积和表面积更小,具备在复杂曲面上进行检测的应用潜力。参考文献:1 KHAN Q,R E F AA T S S,A B U-RU B H,e t a l.P a r t i a l d i s c h a r g e d e t e c t i o n a n d d i a g n o s i s i n g a s i n s u l a t e d s w i t c h g e a r:S t a t e o f t h e a r tJ.I e e e E l e c t r i c a l I n s u l a-t i o n M a g a z i n e,2 0 1 9,3 5(4):1 6-3 3.2 R AYMON D W J K,I L L I A S H A,A B U B AKA R A H,e t a l.P a r t i a l d i s c h a r g e c l a s s i f i c a t i o n s:R e v i e w o f r e c e n t p r o g r e s sJ.M e a s u r e m e n t,2 0 1 5,6 8:1 6 4-1 8 1.3 W A N G L H,HO U K,T A N L Q.R e s e a r c h o f G I S p a r-t i a l d i s c h a r g e t y p e e v a l u a t i o n b a s e d o n c o n v o l u t i o n a l n e u r a 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f a c e t e d s i l i c o n p i e z o r e s i s t o r sJ.M i c r o m a c h i n e s,2 0 2 1,1 2(3):2 7 9.9 HA R I KA P B,KUN DU S.D e s i g n o f MEM S-b a s e d p i e z o r e s i s t i v e p r e s s u r e s e n s o r u s i n g t w o c o n c e n t r i c w h e a t s t o n e b r i d g e c i r c u i t s f o r i n t r a c r a n i a l p r e s s u r e m e a s u r e m e n tC/S.l.:2 0 2 2 I E E E I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o f E l e c t r o n D e v i c e s S o c i e t y K o l k a t a C h a p-t e r(E D K C ON),2 0 2 2.1 0L I C,C O R D OV I L L A F,J AG DHE E S H R,e t a l.D e-s i g n a n d o p t i m i z a t i o n o f a n o v e l s t r u c t u r a l MEM S p i e-z o r e s i s t i v e p r e s s u r e s e n s o rJ.M i c r o s y s t T e c h n o l,2 0 1 7,2 3(1 0):4 5 3 1-4 5 4 1.1 1刘福朝,李存健,王桂奇.微惯性测量单元设计及抗高过载性能分析J.压电与声光,2 0 2 2,4 4(2):2 8 9-2 9 3.L I U F u c h a o,L I C u n j i a n,WAN G G u i q i.D e s i g n o f m i-c r o-i n e r t i a l m e a s u r e m e n t u n i t a n d a n a l 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i c t r a n s d u c e rJ.A p p l i e d A c o u s-t i c s,2