双分量环形磁通门测斜传感器测量原理分析

在地下勘测,钻井探矿等领域,需要测斜仪对钻头的姿态进行精确定位与控制,实时监测地底下钻头的姿态变化。现有的测斜仪通常为三分量磁通门传感器与三分量加速度传感器相结合,其结构复杂,且磁通门传感器与加速度传感器的轴向要求方向一致,因此需要人工调节与算法调节,加大了前期传感器布置与补偿的计算难度。本文研究了新型测斜传感器,采用环形铁芯设计和铁芯不固定的方法,设计了双分量环形磁通门传感器,并通过铁芯与磁通门传感器的敏感轴方向上磁通量之间的角度关系,通过三维坐标轴旋转计算得出测量被测物体的俯仰角等姿态变化。经过试验表明,新型测斜传感器能对物体的姿态角进行精准测量,精度高,且省去了加速度传感器,简化了传感器结构和测量参数,并且简化了角度测量算法与正交度补偿算法。     

基于Maxwell与Simplorer仿真分析磁通门磁场传感器瞬态响应

为分析磁通门磁场传感器的工作原理,基于Maxwell和Simplorer软件建立了磁通门磁场传感器的电磁联合仿真模型,仿真了磁通门非线性激励电路中电流波形和磁通门传感器的瞬态响应过程,分析计算了磁通门二次谐波灵敏度以及磁通门传感器的转换系数.为验证仿真模型的准确性,利用钴基非晶薄片制作了磁通门传感器探头并利用开关电源驱动电路激励磁通门工作.实际测量的激励电流波形与仿真结果基本一致,磁通门二次谐波灵敏度的测量值与仿真值误差小于1.1%.测量磁通门的频率响应曲线得到磁通门的转换系数为100 mV/μT,与仿真值几乎完全一致,两者误差小于1.5%.该仿真模型对理解磁通门传感器的工作原理、瞬态响应过程以及指导微型磁通门传感器设计具有重要意义.     

新型环形同点单铁芯双分量磁通门传感器

双分量磁通门传感器在金属磁记忆检测中得到广泛使用,且使用的双分量磁通门传感器为双铁芯式跑道型设计的磁通门传感器。由于传感器中的双铁芯磁参数不一致、铁芯不闭合的原因,产生变压器效应,形成了测量噪声。双分量磁通门通常由两个磁通门传感器平行放置而成。因此,由于传感器铁芯参数,线圈参数不可能完全一致所造成的传感器之间的一致性差,而且双分量或多分量磁通门传感器存在着几何中心不重合的问题。本文研究设计了新型双分量磁通门传感器,采用环形铁芯设计,直接应用单铁芯调理双方向的磁通门信号,改善了双分量传感器的一致性差、几何中心不同点的问题,有效的抑制了变压器噪声,提高了磁通门传感器的测量中的测量准确度,减少了测量误差。     

一种三探头磁通门传感器的设计

磁通门技术应用于工程当中,主要为方向测量和磁场强度测量.国内磁通门技术应用于导航领域还比较少,我们设计了一种三探头磁通门传感器用于车体航向和姿态角的测量,详细介绍了三探头磁通门传感器的设计原理和测角原理.最后通过实验测量,并对传感器的测试结果进行了修正,达到了工程应用中对测角精度的要求.     

三分量磁通门传感器轴定向问题研究

利用三分量磁通门传感器进行磁场测量时需知传感器的三个方向轴,而在传感器的安装工程中其三轴方向难于固定,这给磁场测量带来了不便。针对上述问题,从三分量磁通门传感器测量原理出发推导了传感器三轴定向计算公式和有背景干扰磁场时的轴定向误差计算公式;设计了三分量磁通门传感器三轴定向的仿真实验和物理实验,以实验数据为基础分析了背景磁场干扰源对磁通门传感器三轴定向的影响。研究表明:在高精度磁场测量中必须严格控制背景干扰磁场大小来减小传感器轴定向误差,所得结论对磁场测量有一定的实际指导意义。     

基于单片机的磁通门传感器非正交性校正研究

为提高对磁通门传感器误差校正的能力,该文提出基于单片机的磁通门传感器非正交性误差校正方法。构建磁通门传感器非正交性约束参数模型,结合PI调节器对磁通门传感器的节点进行部署设计;在输出振荡模式约束下设计磁通门传感器的组网结构,结合ZigBee组网协议实现传感器路由探测;在自适应反馈调节方法的约束下,结合最短路径寻优控制过程实现磁通门传感器非正交性误差补偿抑制,通过自适应扩频处理方法对传感器的信道输出进行补偿,并提取传输信道的关联特征量,结合信道均衡控制方法进行磁通门传感器网络的输出误差补偿;采用单片机对磁通门传感器校正过程进行集成控制,提高磁通门传感器输出过程的自适应信息处理能力。仿真结果表明,采用该方法进行磁通门传感器非正交性误差校正过程的稳定性较好、传输损耗较少,输出结果误码率较低,有效提高了传感器的信息输出的准确性。     

基于弹载测速的微型磁通门集成系统研究

在介绍磁通门传感器基本工作原理的基础上,对磁通门如何应用于测量弹丸转数的原理及方法进行了分析.针对现有磁通门的一些不足,设计了微型化的磁通门探头及与之配套的电路,从而集成制作出传感器系统样机.对样机进行相关的试验并记录其输出信号的波形,对其计数后即可获得弹丸的转数,经验证,系统基本满足了弹丸初速测量的要求.     

基于三端式磁通门传感器的弱磁测量系统设计

利用三端式磁通门传感器测量微弱低频弱磁信号原理,设计了磁通门测磁系统用于测量不同质量的磁性材料。该系统可以直接测量一定质量的磁纳米粒子感应磁场强度并将其转化为直流值电压,然后让电压值与质量建立对应关系。在分析三端式磁通门传感器的工作原理的基础上,基于二次谐波法,设计了包含差分放大、选频放大、带通滤波、相敏检波和低通滤波的测量电路,然后在此基础上设计了差分式双探头磁通门传感器弱磁测量系统,最后通过实验测试和数据采集与分析,证明利用此种原理设计的测量系统可以检测不同质量的磁性材料。     

曲折型微机电正交磁通门传感器有限元仿真分析

正交磁通门传感器具有磁场测量范围广,对测量环境要求低等优点,被广泛应用于导航、金属探测和勘探领域。传统正交磁通门传感器灵敏度较低,限制了其应用领域的进一步拓展。一种新型的多匝曲折型磁芯结构微型正交磁通门传感器在本文中被提出,利用三维电磁场有限元仿真软件对器件性能进行了仿真分析。通过研究不同磁芯匝数对微型正交磁通门传感器性能的影响,仿真结果发现,随着磁芯匝数增加,传感器灵敏度提高,磁场响应线性范围明显增大。     

用于电流测量的柔性基底磁通门传感器

得益于可折叠弯曲的特性,在柔性基底上制备的磁通门传感器近年来得到人们的关注。在用于电流测量时,柔性结构可以在不断开电流导体的情况下,通过打开－闭合方式将导体包裹在铁芯中间,提高测量效率。然而,磁通门中的核心部件———铁芯,在弯曲之后会展现出不同的磁特性,进而影响磁通门性能。本文采用钴基非晶带材作为磁通门铁芯,研究了一种可用于电流测量的柔性磁通门制备方法,通过仿真和实物测量两种方式研究了铁芯弯曲与否对柔性磁通门性能的影响。结果表明,这种采用钴基非晶带材作为铁芯的柔性磁通门传感器展现出了非常优异的性能,其弯曲成环形之后,退磁效应下降带来的积极影响远大于铁芯磁性能下降带来的消极影响,其灵敏度不但未下降反而有大幅提高,将传感器多次弯曲后,其 灵敏度和线性范围没有大的变化。因此,这种可弯曲的柔性基底磁通门适用于电流测量。     

一个新的基于Vague集加权相似度量的双向近似推理方法

提出了一种新的Vague集的加权相似度量方法以解决文献[1]中关于vague集相似度量的某些缺陷，并且提出了Vague集间相似方向的概念，用它来描述两个相似Vague集中哪个所包含的信息更精确，并给出了一个判定方法。在此基础上给出了一种基于Vague集加权相似度量的双向近似推理方法，该方法更好地利用了vague集信息的精确性，从而提高了推理的精确性和适用性．这为智能系统中的近似推理提供了一个十分有用的工具．     

磁通门磁力计测地磁研究

磁通门磁力计是一种弱磁测量仪器,可以用来测量地磁场。介绍了磁通门磁力计系统的结构和工作原理,并用一维开环系统实现了单方向地磁场分量变化的相对测量;在此基础上,增加三维球状反馈线圈实现了地磁场3个正交方向分量的测量。一维开环系统测量结果显示:在测量方向地磁场的周期以半日周期最为明显;三维系统测地磁场数据统计表明:当日地磁场变化不超过3μT。     

一种基于偏振光检测的头盔指向跟踪系统

针对传统的电磁式指向跟踪系统所存在的缺陷,阐述了一种基于偏振光检测的新型光电俭测方式。该方法基于马吕斯定律,通过测量旋转相位偏振光通过位于头盔上的检偏片之后所产生的相位变化,采直接检测指向角度的变化情况。该方法具有实现方式简单,抗电磁干扰能力强等优点,具有较强可行性与实用性。     

方向测度及其在纹理识别中的应用

在一均匀的纹理图象中沿任何一个方向象素的灰度变化都服从一定的规律.依据这个特 点,本文提出一种新的纹理统计特征--方向测度.方向测度能够提取纹理的二阶及高阶统 计特征.高阶方向测度对自然纹理具有很高的识别率.另外方向测度的计算量小,运算结构简 单,利于多机并行处理.     

风力发电机风向小脑神经网络软测量方法研究

风向测量值是控制风力发电机偏航的依据。风向测量值和原始风向值之间通常会存在偏差,这是影响风力发电机风能捕捉效率的主要因素之一。受风力发电机结构限制,机舱上的风向标难以准确测量风向。分析了风向测量误差产生原因,叙述了风向测量值和原始风向值之间的数学关系。风向软测量技术是降低风向测量偏差的有效方法。简述了风向软测量技术的传统方法。传统风向软测量方法可以显著减小测量误差,但计算量大,风力发电机翼型参数精度要求高,不适合工程使用。针对传统风向软测量技术的不足,提出了小脑神经网络(CMAC)软测量方法。该方法降低了风向测量的计算量,进一步提高了风向测量精度。实践证明了该方法的可行性。     

模糊粗糙集的相似度量和相似性方向

粗糙集理论是一种新的处理模糊和不确定性知识的软计算工具,在人工智能及认知科学等众多领域已经得到了广泛的应用。相似度量的研究是模糊集理论与粗糙集理论的热点问题之一。文章提出了一种更精确、更合理的相似度量方法,讨论了它的一些性质。然后,在此基础上提出了模糊粗糙集的相似性方向的概念,用于比较两个相似的模糊粗糙集所包含信息的精确性大小,并给出了一个关于相似性方向的判别函数。这在近似推理、模式识别和决策分析等领域有着广泛的应用。最后,通过一个实例,分析说明了这种相似度量方法和相似性方向的判别方法是更合理更有效的。     

基于α分布的单矢量传感器多目标方位估计

研究 稳定分布条件下单矢量传感器的多目标方位估计问题。介绍多维 稳定分布特征函数的谱测度表示及谱测度估计方法,在此基础上推导出单矢量传感器输出速度正交分量满足特征函数谱测度表示方程,建立谱测度与目标方位间的对应关系,用特征函数法或一维投影法估计谱测度和目标源方位及数量。仿真结果表明,在 稳定分布假设下,基于谱测度的多目标方位估计法是合理有效的。     

Genetic algorithms for designing loop layout manufacturing systems

A common layout for flexible manufacturing system is loop network with machines arranged in a cycle and materials transported in only one direction around the cycle. Congestion is a common measure for evaluating a loop layout. This paper investigates the problem of designing loop layout system with both of minsum and minmax congestion measures. A hybrid heuristic of genetic algorithms and neighborhood search is developed for solving such problem and preliminary computational results are reported.     

双向S-粗集系统不确定性的近似处理方法

双向S-粗集的边界变化会引起系统不确定性。针对该问题提出内边界和外边界的概念,讨论内边界和外边界的相关性质,阐述相对精度度量方法。给出系统不确定性近似处理方法,通过实例说明在双向S-粗集边界域中,元素灵活迁移而得到的相对精度能满足一定分类误差要求,验证了该系统的可行性和有效性。     

高精度超声波测风仪的设计

设计了一种能用于低空风速风向测量的新型超声波测风仪。给出了超声波测风的基本原理,并对系统采用的互相关时延估计算法进行了分析,详细描述了超声波测风仪的系统结构和时序控制。实验证明:该系统可以精确测量风速与风向,并具有频响快、工作可靠等特点,可以用于机场区域低空风场情况的实时监测。