并联式六维加速度传感器动力学模型研究

为实现六维加速度的测量,设计一种能实现六维加速度测量的传感器原型.加速度传感器以六自由度并联机构作为弹性机体,以压电陶瓷作为敏感单元,建模过程中充分考虑了传感器中心质量块坐标系、传感器外壳坐标系及参考惯性系之间的关系,在运动学分析的基础上基于Kane方法建立了该传感器的数学建模,得到了包含六维加速度信号的2阶非线性微分方程组,利用数值计算法完成六维加速度的计算.在激振试验台上的测试结果显示,与给定输入的加速度信号相比,六维加速度的测量误差约为0.2％,实验表明并联式六维加速度传感器数学模型的正确性及测量方法的可行性.     

原发性甲状腺功能减低症与垂体腺瘤的鉴别诊断

概述了六维力传感器研究意义及现状,介绍了构成压电石英六维力传感器的三向力传感器的结构,讨论了4支点三向力传感器在其中的空间布局及其测量原理.对传感器面上六维力标定数据进行回归分析,得出其向间耦合方程,进行了解耦处理.在此基础上,将传感器用于轴上六维力测量,进行标定和解耦分析,验证了该结构的传感器可用于轴上六维力的测量.     

压电石英六维力传感器的解耦研究

概述了六维力传感器研究意义及现状,介绍了构成压电石英六维力传感器的三向力传感器的结构,讨论了4支点三向力传感器在其中的空间布局及其测量原理.对传感器面上六维力标定数据进行回归分析,得出其向间耦合方程,进行了解耦处理.在此基础上,将传感器用于轴上六维力测量,进行标定和解耦分析,验证了该结构的传感器可用于轴上六维力的测量.     

压电加速度测量系统的设计

现代工业和自动化生产过程中,动态测试中振动和冲击的精确测量很重要.常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号.在研究压电加速度传感器的基础上,分析了测量的工作原理,提出加速度测量的设计方法;加入温敏元件,进行温度补偿,使其应用温度范围扩大.给出适合该类传感器的信号检测电路和加速度测量系统组成.此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值,并具有结构简单,成本低,性能稳定等优点.     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力/力矩传感器的设计.对传感器的结构形式、测量原理作了介绍,进行了试验验证并给出了从8路输出电压到六维力/力矩的传递矩阵.该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦,大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率.实验证明,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点,满足了预计的设计要求.     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力 /力矩传感器的设计。对传感器的结构形式、测量原理作了介绍 ,进行了试验验证并给出了从 8路输出电压到六维力 /力矩的传递矩阵。该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦 ,大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率。实验证明 ,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点 ,满足了预计的设计要求     

六维加速度传感器的结构模型及虚拟仪器设计

针对传统六维加速度传感器输出信号失真的问题,设计了一种可预紧的、12条支链的并联式六维加速度传感器模型。通过在外壳上增设副板、预紧螺钉、锁紧板,实现了所有支链的预紧和防松功能;虚拟试验结果显示,预紧后,支链的轴向力均为正压力,表明该方案是有效的。从解耦特点出发,确定弹性铰链的材料为65 Mn,最小直径为1.5mm;经计算,工作时受到的最大应力为388.31 MPa,最大变形量为0.009mm。最后,设计了虚拟仪器,包括数据采集和数据处理两大模块,为传感器的后续试验提供了软件支撑。     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力／力矩传感器的设计。对传感器的结构形式、测量原理作了介绍，进行了试验验证并给出了从8路输出电压到六维力／力矩的传递矩阵。该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦，大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率。实验证明，该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点，满足了预计的设计要求。     

一种新型滑动杆式光纤光栅振动传感器研究

为了提高振动传感器对加速度信号测量的灵敏度 ,本文提出了一种新型的基于悬臂梁和滑动杆结 合的光纤光栅振动加速度传感器。详细阐述了传感器的结构和工作原理,并推导了传感器固 有频率和灵敏 度的理论公式。最后通过振动台测试了传感器的固有频率和灵敏度,并和光纤光栅仅沿光纤 轴向上受力的 实验数据进行了比较。实验结果表明,传感器频率响应曲线的平坦区域在10～38Hz之间,传感器的固有频 率为62Hz,灵敏度为52.8pm/g。与光纤光栅 仅沿光纤轴向受力的实验相比较,加速度灵敏度提高了70.8%。     

Stewart型六维加速度传感器的双支链故障自修复

六维加速度传感器能测量完整的空间加速度信息,在高端装备等领域应用前景广,但目前该类系统在大扰动下解耦机理不明确。该文以Stewart型六维加速度传感器为例,通过挖掘系统输出量间的协调关系,构建了4类双支链故障情况下的自修复算法。研究发现,算法的漏判率与预设的协调方程阈值有关。试验结果表明,引入自修复算法后,在双支链故障下六维加速度传感器的综合解耦误差降低了42%,满足实时性要求,即该算法有效、可行。     

机载传感器加速度状态下可靠性检测系统研究

针对机载传感器加速度状态下性能检测问题,设计并实现了一种机载传感器不同加速度状态下可靠性检测系统。该系统基于离心运动提供加速度原理和RS485通信技术,设计并实现了离心机数据采集系统。实验结果表明,设计的离心机实验平台可靠稳定,能够实现飞机加速度模拟,以及在0-10G不同加速度条件下的传感器输出信号高速采样检测,传感器标准样本临界状态检测准确率达到100%,有效保证传感器在飞机运行过程中的正常工作。     

集成式石英谐振加速度计倍频电路设计

谐振式加速度计可以将加速度转换为频率信号,在导航、姿态控制等加速度计的应用领域,采集信号需要限定在较短时间内,为了满足应用的要求,基于一种单基片集成式石英谐振器,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了一种针对集成式石英谐振加速度计的倍频电路设计方案,包括时钟自适应模块和锁相环。时钟自适应模块根据当前输入信号产生锁相环基准时钟并将输入信号进行倍频。离心机加速度测试结果表明,当测量时间由1 s缩短为0.125 s时,传感器标度因数为3 173 Hz/g(g=9.8 m/s²),线性相关系数R²=0.999 32,与未倍频时相比,标度因数与线性度基本保持不变,所设计的倍频电路可应用于石英谐振加速度计的信号处理及数据采集系统中。     

Interaction force measurement of parallel robots based on structure-integrated force sensors using interpretable linear neural networks

The parallel robot in this research is mainly designed for the human-machine collaboration, which has two working modes: follow-up mode and pressing mode. In order to better realize these two functions, the measurement of the interaction force is mainly concerned. In the arrangement of the hardware, different from the six-dimensional force sensor method and current estimation method commonly used in industry, the structure-integrated force sensors (SIFS) measurement method is used. In the calculation method, a back propagation neural networks (BPNN) method is introduced to calculate the interaction force. Then, based on the prior knowledge of physics, a new interpretable linear neural networks (ILNN) method is proposed. The details of the ILNN algorithm and its differences from the classic neural network methods are given. Finally, the experimental results of the direct Newton–Euler method, the least square method, the BPNN method, and the ILNN method are compared. Experimental results show that the inference accuracy of the ILNN method is slightly better than the direct Newton–Euler method and the least square method, and its generalization ability is much better than the BPNN method. The use of the ILNN method based on the FIFS arrangement makes the measurement of the interaction force more accurate and reliable.     

一种振动传感器带内不平度补偿方法

随着我国航天技术的发展,航天器结构上使用的高精度振动传感器需求越来越迫切,而带内不平度是影响测量精度的重要因素,本文针对1221L-1K0型号加速度传感器在4 kHz的带内不平度无法满足小于1 dB的使用要求,设计了一种使用一阶有源低通滤波电路进行带内不平度补偿的方法。列举了4只1221L-1K0加速度传感器在4 kHz内补偿电路的关键参数设计,基于Multisim软件对补偿后的电路进行仿真分析,并通过B&K 3629传感器校准系统对补偿调理后的振动传感器扫频标定,测试结果表明,补偿后的传感器带内不平度均小于1 dB。     

压电惯性式振动加速度虚拟仪器测控系统

基于虚拟仪器技术研发了压电惯性式振动加速度测振系统,分析了压电惯性式振动加速度传感器的力学模型、工作原理及其测量电路,在信号处理中运用了相关滤波原理.试验结果表明,采用高速数据采集卡、压电传感器及LabVIEW2010软硬件平台实现了准确、高效、实时的自动化测振系统.     

双光纤-悬臂梁FBG加速度传感器研究

针对现有悬臂梁FBG加速度传感器光纤表面粘贴会造成FBG受力不均匀,并且无法在温度变化和振动等复杂的环境中工作的问题,提出一种双光纤-悬臂梁结构的FBG加速度传感器。理论分析了结构参数对传感器灵敏度和固有频率的影响,并采用ANSYS有限元分析软件进行了静应力和模态仿真分析,最后搭建了测试系统对传感器进行性能测试。结果表明,加速度传感器的固有频率为84.86Hz,在15~60Hz的低频段具有平坦的灵敏度响应,双光纤在增加传感器的灵敏度的同时有效消除了温度变化的影响,加速度灵敏度为156.70pm/g,线性度为99.38%,刚性梁有效增加了结构的稳定性,在工作频段内的横向串扰为-26.97dB。     

MEMS magnetic field sensor based on silicon bridge structure

A MEMS piezoresistive magnetic field sensor based on a silicon bridge structure has been simulated and tested.The sensor consists of a silicon sensitivity diaphragm embedded with a piezoresistive Wheatstone bridge,and a ferromagnetic magnet adhered to the sensitivity diaphragm.When the sensor is subjected to an external magnetic field, the magnetic force bends the silicon sensitivity diaphragm,producing stress and resistors change of the Wheatstone bridge and the output voltage of the sensor.Good agreeme...     

加速度测量的力学解释

加速度计是靠感测因惯性力引起的相对位移来测量视加速度的，不能测量真实的重力加速度。通过力学基础的角度来解释加速度计，并通过试验的方法，验证了加速度计不能测量重力加速度这一结论的正确性。     

加速度信号调理电路设计及仿真

基于高冲击环境试验中对瞬态加速度信号的高精度测试需求,采用存储测试的方法设计了加速度存储测试仪。由于压电式传感器具有灵敏度高、量程大、较高固有频率、耐冲击等优点,所以使用其作为传感元件,设计了电荷放大电路、增益可调节的前置放大电路及滤波电路。较为详细地介绍了信号调理电路的设计及电阻电容的参数计算公式。通过仿真分析软件ORCAD,对电路参数进行了合理配置。仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值。     

加速度信号调理电路设计及仿真

基于高冲击环境试验中对瞬态加速度信号的高精度测试需求,采用存储测试的方法设计了加速度存储测试仪。由于压电式传感器具有灵敏度高、量程大、较高固有频率、耐冲击等优点,所以使用其作为传感元件,设计了电荷放大电路、增益可调节的前置放大电路及滤波电路。较为详细地介绍了信号调理电路的设计及电阻电容的参数计算公式。通过仿真分析软件ORCAD,对电路参数进行了合理配置。仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值。