感测技术教学实践创新设计案例——柔性超声换能器研制
Journal: Modern Education Forum DOI: 10.32629/mef.v8i21.18325
Abstract
针对感测技术课程教学存在理论与实践脱节、学生创新能力培养不足的问题,亟需培养具备器件设计与研发能力的创新人才。考虑传统超声换能器曲面贴合难、机电耦合系数低等痛点,本研究构建“器件研发+教学实践”融合的创新案例,采用带直角梯形空腔的柔性印制电路板基底,设计了一种工作于厚度弯曲振动模式的柔性压电超声换能器。首先经仿真优化确定器件的最佳参数,然后采用柔性印刷电路工艺制备器件试样,最后实验测得其谐振频率为280.2kHz,机电耦合系数为8.5%,频率偏差小于0.7%,兼具机电转换性能高、柔韧贴合、制作成本低等优势。该案例可让学生参与全流程实践,实现理论教学与创新应用的良性循环,为新工科感测技术人才培养及教学改革提供可复制范例。
Keywords
柔性超声换能器；FPCB工艺；教学实践；有限元仿真
Funding
国家自然科学基金(PMUT多模态调控与超宽频带响应机理及阵列器件研究,批准号：52205587)；湖北省高等学校教学研究项目(基于创新应用人才培养的感测技术课程教学研究与实践,批准号：2023274)。
Full Text
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