仪器仪表学报

作者：王保民，畅堃，李义云，李章朋，王金清

单位：王保民,兰州理工大学机电工程学院兰州730050,,畅堃,1.兰州理工大学机电工程学院兰州730050； 2.中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室兰州730000,,李义云,中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室兰州730000,,李章朋,中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室兰州730000,,王金清,中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室兰州730000,jqwang@licp.cas.cn,

关键词：石墨烯气凝胶;加速度计;低频低幅振动;响应特性;频域信号

基金：中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项（XDB047030103）项目资助

石墨烯气凝胶已被证明具有响应振动的能力及开发新型加速度计的潜力，为探究石墨烯气凝胶传感器在低频低幅振动下的响应特性，根据所制备的GA力学性能表现，设计组装了一款新型GA加速度计。其中，GA既是弹性元件也是敏感元件，实现了双功能集成，简化了整体结构。在振动台上测试了该加速度计的响应特性，并在真空泵上进行了电机振动频率监测验证。测试发现,GA加速度计不仅在时域信号上表现出高灵敏度和线性度，1g加速度下的灵敏度均在3mV/g以上，高于先前的报道2.6mV/g。其频域信号也表现出高精度和稳定的重复性，其0.44%的最大相对误差率比商业传感器的5?46%低一个数量级。在低频低幅振动响应测试中，GA加速度计的频域信号表现出较大的直流偏移量，屏蔽了相对较小的频域信号,可通过高通滤波去除直流偏移量后得到直观的频域信号。此外，在GA加速度计的振动监测中，其对定频与变频振动均响应出稳定的时域信号，且对输出信号做时频分析得到的结果与所设定的工况相符。在实际监测应用中，其性能表现同样卓越，同一工况下3次频率测试的结果均保持一致，同时，监测信号能够对机身晃动异常行为产生显著的信号输出变化，证实其在设备状态监测方面具有重要的应用潜力。

来源：2025年第8期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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