以基于二维简正模式的微机电系统（MEMS）超声分离器的结构模型为研究对象,首先根据声电类比原理,得到超声分离腔的二维等效电路模型,通过该模型分析计算二维简正模式的谐振频率;接着通过Ansys软件对MEMS超声分离器进行有限元的仿真分析,验证了等效电路模型的可行性,并得到了最佳激发频率;最后在实验中分别采用单片PZT激发（2,1）阶和双片反相位PZT激发（1,1）阶的简正模式,均取得了一定分离的效果。

把长度方向极化的方形压电陶瓷片加工成梯形，设计制作了一种超声扭转换能器，借助有限元法对换能器的振动模态和性能进行了分析研究，提取了端面上具有代表性的点的运动轨迹，最后利用自动元件分析仪和显微镜对换能器的特性做了实际测量和分析。研究结果表明，有限元法有很好的指导作用，这种超声扭转换能器具有良好的性能，对下一步的应用研究有重要意义。

研制了一种可用于全光纤声光器件的超声换能器，设计了由光纤和换能器构成的纵一弯模式转换系统，并将所作的换能器和模式转换系统应用于光纤声光可变衰减实验。结果表明，设计的换能器既有较宽带宽又有较高发射效率，完全可以满足全光纤声光器件的需要。

通过改变夹心式换能器压电晶片的堆放位置及组数，使超声清洗换能器具有两个明显的谐振峰。经自动控制及转换电路，使超声波电源既能在任一单频工作又能在双频自动交替工作。大功率实用状态下清洗复杂工件，并用染色法真实记录单频工作及双频交替工作时槽内声场的分布情况。结果表明，复频超声清洗能充分发挥不同频率的声波特性，比单频清洗效果更好。

用有限元法对凹桶型弯张换能器进行了建模与分析计算。首先介绍了用有限元模型分析换能器的基本理论，然后建立了凹桶型弯张换能器的轴对称有限元模型，给定换能器的材料属性与边界条件，计算其在空气和水中的导纳曲线，及其发射电压响应。分别在空气和消声水池中对凹桶型弯张换能器的导纳曲线、谐振频率及发射电压响应进行了实验测量，理论计算结果与实验测量结果基本一致。研究结果表明，用有限元模型对凹桶型弯张换能器进行建模与计算是正确有效的，它能在换能器的设计阶段就对其性能进行预报从而指导换能器的设计，并为进一步分析换能器的声辐射特性提供了表面振动位移和振谏分布．

Ba2-xSrxTiSi2O8(BSTS)非铁电极性微晶压电玻璃陶瓷具有压电特性,是微晶在温度梯度作用下自发取向生长的结果.用XRD和SEM对其取向生长进行了分析.BSTS玻璃陶瓷,使用温度高,不易老化,抗磁电干扰,具有较大的静水压压电优值常数;其圆片、圆柱和球壳等水听器的灵敏度在-190～-210 dB,工作频率范围在0.02～50 kHz,灵敏度的温度和压力波动小于±1 dB,适合中低频下应用.

为提高寻北仪精度，设计了基于V／F变换的数据采集及信号处理系统。陀螺输出的微弱信号通过解调放大电路、专门的V／F变换电路和基于FPGA的信号处理电路，配以软件滤波算法，最终得到较精确的数据采集和处理结果。试验结果表明，该方法能有效去除陀螺输出信号中的噪声，采集的数据用于寻北仪解算能够得到精度较高的寻北结果。

以片式电子材料元器件作为无损检测分析对象,以提高激光扫描声学显微镜（SLAM）系统灵敏度为目标,详细分析了入射声波在抛光型分层介质中的传播规律,建立了抛光型样品自由界面动态波纹振幅数学模型。经综合分析获得了提高系统响应的方法,为进一步改进SLAM提供了理论依据。

提出一种微位移器的在线测试方法，记录一组与微位移器位移特性相关的干涉图，截取每幅图中位置相同的一条线，建立干涉图截线法光强数学模型，然后在最小二乘法的基础上引入阻尼因子，通过几步快速迭代就可求出这组干涉图的相位主值，再通过相位解包就可得到微位移器的电压一相位曲线。并在本教研室研制的一台斐索干涉仪上进行了实验，实验结果表明：该方法克服了传统方法速度慢，精度低，标定和在线测试条纹疏密状态不一致的不足，简单易实现，运算量小，迭代次数适中，实时性强，可作为干涉测试中微位移器的在线测试方法。

提出一种新型将压电叠堆驱动元件应用到精密旋转驱动器上的研究方案。在对驱动器工作原理和机械结构进行分析研究的基础上，建立了以压电叠堆为驱动元件的旋转驱动数学模型。采用有限元分析软件对机械结构进行了分析，得到了机械结构工作方向的静力学变形图和频率响应特性曲线；对低频状态驱动器的旋转分辨率进行了试验测试，并对样机的频响特性进行了试验测试，结果表明仿真分析结果基本反映了机械结构的谐振频率分布状况，对结构优化设计具有一定的意义，此外对影响测试结果精度的因素进行了分析。设计的结构具有低频工作稳定、分辨率高（0．1366μrad）等优点。