轨道车辆一系悬挂装置用自供电加速度传感器结构设计

摘要

为便于实现对轨道车辆一系悬挂装置振动状态的在线检测,提出一种自供电式加速度传感器结构,该结构主要由外套矩形镂空悬臂梁的集能器及内嵌微型悬臂梁的加速度传感源组成.通过对某号线实测数据分析获取轨道车辆一系悬挂装置振动特征和设计指标,利用有限元软件COMSOL构建自供电式加速度传感器结构模型,得到结构参数与自振频率、结构应力和电压灵敏度之间的关系,并在此基础上结合设计指标实现结构参数的优化,最后通过仿真验证了轨道车辆一系悬挂装置用自供电加速度传感器结构的可行性.结果表明,该自供电加速度传感器的集能器部分自振频率为222.99 Hz,最大瞬时输出功率为146.16 mW;传感源部分频率量程可达3691 Hz,加速度量程可达±30 g,电压灵敏度在200 Hz振动环境下为0.21 mV?ms-2,满足设计要求.