一种虚拟环境温度触觉再现仿真系统设计

分析了温度触觉感知特性,提出了手指和物体接触时各自表面的温度变化过程,结合单热源温度触觉再现装置设计了一种基于三维力反馈手控器的虚拟环境温度触觉再现仿真系统。手控器可控制虚拟手的动作,对虚拟物体进行温度和力的感知。仿真系统中能再现手指与不同热属性物体接触时的温度变化和力变化,且视觉效果逼真,体现了温度触觉再现的实时性和有效性。     

基于Residual Networks的新型触觉传感器接触状态感知与识别

基于触觉信息识别不同接触状态对于人机交互的实现具有重要意义。本文提出一种基于残差网络(Residual Networks) 识别触觉传感器不同接触状态的方法。基于弹性体模板法制备了一款具有良好触觉感知能力的多孔石墨烯柔性触觉传感器。利用该触觉传感器采集了4种不同接触状态(拍打、重击、抚摸、推压)的时间序列数据,并对采集到的数据进行z-score标准化操作以及降采样处理。在此基础上,构建具有良好自适应性和泛化能力的Residual Networks模型对施加于该触觉传感器表面的4种接触状态进行分类识别,识别准确率为97.50%。实验结果表明：本文设计的多孔石墨烯柔性触觉传感器柔弹性好、灵敏度高、响应速度快,能够有效感知不同状态的接触力,Residual Networks模型可以高效地用于触觉传感器接触状态的分类识别。     

识别水下物体材质的触觉传感器的研制

提出了一种用于识别水下物体材质的触觉传感器，介绍了该传感器的原理，结构和识别水下物体的方法，用研制出的水下触觉传感器系统对十种物体（铜，覆铜板，油石，大理石，陶瓷，玻璃，皮革，胶木，塑料和泡沫塑料）作了七百余次识别实验，结果表明，识别率≥９２％，识别时间≤５ｓ）。     

多传感器手爪的研究

本文介绍了一种多传感器机械手爪，手爪上安装了接近觉接触觉滑觉滑力觉滑热觉与温觉等５种传感器。该手爪与简易视觉结合能使机器人完成一些不同截面形状和材质工件的识别。     

基于级联宽度学习的多模态材质识别

材质识别在机器人与周围环境的相互作用中起着至关重要的作用,视觉、触觉和听觉模式可以提供不同材质的不同特性,如何利用不同模态的信号快速、高效地完成材质识别任务是亟待解决的问题。并且在现实应用中,传感器收集的数据量不大,无法为深度神经网络提供足够的数据进行学习训练。为此,本文将级联宽度学习这种泛化性能好的算法应用在小样本的材质识别任务上。首先,将两组同构多模态数据进行特征融合,之后使用级联特征节点的宽度学习进行特征学习,最终得到材质分类结果。最后,针对公开数据开展实验评估。结果表明,本文提出的方法与其他算法相比,在完成材质识别任务的同时,降低了训练时间,提高了分类性能。     

压阻式传感器温度补偿中几种数值分析方法的应用比较

半导体压阻传感器材料温度系数较大,较小的温度变化会对传感器性能产生较大的影响,因此需要对温度进行补偿。首先分析了压阻材料受力时输出随温度变化函数,并且通过比较不同的数值分析方法,研究在不同条件,不同精度要求情况下,几种数值分析方法各自优劣,为实际应用中使用拟合曲线对压阻传感器进行温度补偿提供一定参考。     

基于MATLAB的高温作业专用服装模型设计

为了确定高温作业专用防护服每层材质的最优厚度,提高防护效果,降低生产成本,基于高温环境下的温度监控数据,结合高温作业专用服装材质的密度、比热、厚度以及热传导率等参数,借助热传递模型建立热传导方程,分析初始条件和边界值,计算温度传输至各层的临界值。基于此,利用MATLAB软件平台,模拟仿真温度分布关系,确定最佳防护安全温度范围,给出最优材料厚度,为高温作业专用防护服的设计和生产提供可行性建议。     

虚拟触觉传感器的仿真模型研究

本文根据真实触觉传感器的原理,对虚拟触觉传感器的仿真模型进行了研究,以便 在机器人手抓拾取操作中揭示与材料特性相关的触觉信息瞬态特性,进而为在虚拟环境中从 事基于传感信息的机器人柔性操作、精密装配操作等提供良好的研究平台．     

新型力敏导电复合材料的电阻温度特性研究

通过讨论基于柔性触觉传感器设计要求的力敏复合导电硅橡胶的导电机理,研究了力敏复合导电硅橡胶的电阻温度特性。并在实验的基础上对改善力敏导电胶的温度稳定性的方法进行分析,结果表明:在满足触觉传感器设计要求的力敏导电胶炭黑含量范围内,提高胶体复合材料的炭黑含量和在力敏导电胶中掺入纳米材料都能有效地改善力敏导电胶的电阻温度特性。     

城市建筑材质—地表温度关系的多源遥感研究

利用PROBA CHRIS遥感影像对北京城市建筑材质和自然地表进行基于光谱先验知识的分层分类提取,并与Landsat5 TM热红外数据反演得到的北京城市地表温度叠加,采用统计学方法定量分析了主要建筑材质、自然地类与地表温度的关系,并重点就不同建筑材质对城市热岛的影响及其表面特性所起作用进行了分析。结果表明：北京城区中的砖瓦房表面温度最高,比其他材质高0.3K~4.0K,比自然地类高5.1K~7.8K;金属结构表面温度略低;混凝土、水泥和沥青的平均温度相当,他们是城市热环境异常的主要来源之一;另外,城市中的玻璃幕墙能够有效地降低其表面温度,比其它材质低3.3K~4.0K。反照率、热惯量和热传导性是建筑材质影响城市地表温度的3个重要表面特性,对于不同材质,它们存在较大差异。     

温度对硅-蓝宝石压力传感器影响研究

针对硅-蓝宝石压力传感器在高温环境下测量精度较差的问题,以双层敏感膜片结构为基础,研究了温度对传感器的影响;通过对温度场及热应力的理论分析,证明了材料热膨胀系数不一致所产生的额外热应力,将引起测量误差;相应的ANSYS有限元仿真及实验也表明,温度效应对压力传感器的测试精度会产生较大的影响,且压力传感器的输出与温度值之间存在一定的规律。     

基于驱动电流的水下热敏剪应力微传感器灵敏度研究

驱动电流是热敏式剪应力微传感器的一个重要参数。增大驱动电流可以提高传感器的灵敏度,但传感器的安全工作温度又限制了驱动电流的增大。研究了如何基于驱动电流来最大程度地提高传感器灵敏度。从理论上分析了传感器灵敏度随剪应力输入的变化规律。通过静水中的I-V特性测试实验,确定了传感器在水下工作的最大允许驱动电流。通过电压—剪应力特性测试实验,验证了传感器灵敏度与驱动电流的关系,得到了传感器在最大允许驱动电流激励下的灵敏度。研究,发现最大允许驱动电流可以使传感器在剪应力为0.2Pa时的灵敏度达到23.8mV/Pa。     

Characteristics of heated sensors emitting by radiation only

The design of an oven-mounted sensor using a single mount is presented. The sensor is placed in vacuum inside a can. The sensor temperature is maintained constant by means of the heat directly furnished inside the can, the sensor holder being used as a heater. The sensitive part of the sensor is stressless and insensitive to temperature variations of the surrounding medium. Thermal losses occur by radiative transfers. A theoretical analysis of the thermal exchanges is given, pointing out that the thermal losses depend on a parameter which varies only according to the geometry of the device and to the radiative properties of the materials used; moreover, the thermal losses are a function of the sensor and can temperatures. The role of each parameter is evaluated and the emissivity factor of the sensor area is shown to be the main factor ruling the thermal losses. The temperature distribution along the length l of the sensor is calculated, as well as the thermal-gain magnitude of the system. The variation of the standard sensor temperature versus the standard x/l coordinate is obtained. The slope at the origin does not depend on the material properties, and the average value of the sensor temperature is reached for x/l near 0.4. The thermal gain of the device reaches 500 or more for current thermal materials. Using a thermal screen interposed between the sensor and the can, the thermal gain is enlarged by several orders of magnitude. Numerical applications are applied to the case of piezoelectric accelerometers. Thermal gains greater than 10⁶ are achieved, and a drastic reduction of energy consumption occurs relative to the case of classical ovens.     

光纤光栅的封装效果对其性能的影响

In this paper, the effects of packaging material and structure of fiber Bragg grating sensor performance are investigated. The effects of thermal expansion coefficient of different embedding materials on the temperature sensitivities of the FBG sensors are studied both theoretically and experimentally with good agreement, which provides a means for selection of FBG packaging material to achieve desired temperature sensitivity. We also demonstrate a 4-point bending structured FBG lateral force sensor that measures up to 242N force with well-preserved reflection spectrum, whereas for 3-point bending structure, multiple-peaks start to occur when applied force reaches 72N.     

基于微流量热导传感器的氢气浓度检测系统研究

对氢气分析仪器中的核心传感器进行研究,采用基于MEMS工艺的微型热导传感器,代替现有分析仪器常用热导池检测器,设计了氢气浓度检测系统机械结构;设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成运算放大器加法、放大运算,最后把标准电压信号送入单片...     

汽车用热线式空气流量传感器

利用热式空气流量传感器直接测量空气质量流量的特点,设计了一种应用于测量内燃机进气系统进气量的热线式空气流量传感器。通过对传感器输出信号进行温度补偿、放大及线性化处理,其输出电压与质量流量近似呈线性关系。试验结果表明:热线式空气流量传感器应用于汽车电喷系统中,可以为发动机提供准确的进气质量流量。     

热式复合传感器分析

由热式复合传感器构成的测量系统可以实现气固两相流的固相质量流量测量，在应用中该传感器存在一定的热惯性和滞后特性。建立了热式复合传感器的数学模型，对模型进行了仿真，求出了该传感器的时间常数和滞后系数，并得出了环境温度变化不影响传感器输出的结论。     

Thermally adaptive response‐time compensation for LCDs

Abstract— This paper presents thermally adaptive driving (TAD) technology for response‐time compensation (RTC) of an LCD with an integrated sensor. The TAD system is comprised of an analog sensor, an analog sensor signal conditioning, and a digital feedback algorithm. The integrated thermal sensor provides accurate temperature measurement of the liquid‐crystal layer. The TAD controller has an eight‐step look‐up‐table (LUT) and compensates response time based on the panel temperature. The TAD system reduces response time by nearly 34% over the temperature range 0–60°C. This paper also presents a thermal sensor which has been integrated onto an LCD. The sensor uses metal (Mo/Al) film as a temperature detection layer, and its fabrication requires no manufacturing process changes. The sensor shows very good linearity, sensitivity, and reliability.     

高性能LTCC高温压力传感器的制备

研究了通过烧结曲线优化来实现无排气孔结构的高性能低温共烧陶瓷（ LTCC）无源高温压力传感器的制备。通过对比实验,成功摸索出了无排气孔结构的传感器烧结温度曲线。相比于传统LTCC压力传感器,该无排气孔结构的传感器由于无需玻璃浆料封口,避免了由于两种材料高温下热膨胀系数不匹配导致的传感器密封失效问题,确保了传感器在高温下工作的可靠性。测试结果表明：在2.0 bar,400℃以内,所制备的LTCC高温压力传感器具有极好的灵敏度和线性度,最大平均灵敏度为1.96 MHz/bar,最大非线性误差为4.52%,优于之前国内外研究水平。     

热催化气体传感器的特性分析及其设计原则

热催化气体传感器的输出受诸多因素的影响,从理论上分析其输出特性有助于传感器的优化设计和性能评估。从一个热催化气体传感器的典型结构和热催化气体敏感机理出发,应用热平衡方程和热敏电阻的电阻温度关系推导了传感器输出与被测气体浓度、催化反应速度、工作温度以及传感器结构尺寸等之间的定量关系。从推导过程中的诸多假设,得出了热催化气体传感器设计时应遵循的一般原则。