基于DSP和IIR的传感器动态特性改善装置

在瞬态信号测试中,一些情况下传感器的动态特性不能满足需求。针对此问题采用最小二乘法处理动态校准的数据来离线辨识IIR滤波器的参数,从而对传感器进行逆建模实现对传感器动态特性的改善。在以DSP为核心的补偿装置中先将离线辨识的参数存入系统,然后对传感器系统的输出序列进行在线修正,实验表明改善装置和传感器组成的智能传感器系统的动态特性,明显优于传感器本身的动态特性。     

改进型灰狼算法在热电偶动态补偿中的应用

为解决热电偶传感器在瞬态温度测试过程中因传感器动态性能不足引入动态误差影响测试精度的问题,提出基于改进型灰狼优化算法的热电偶传感器动态补偿方法.通过改变候选解产生策略和引入动态权重因子,对灰狼优化算法(GWO)进行改进,从而进一步提高了热电偶传感器的时间常数.根据热电偶传感器水浴法校准数据寻优获得补偿系统传递函数,并对实测火焰数据进行实验.实验结果表明,水浴法校准数据经补偿后时间常数由0.0685s提升为0.0147s,动态误差减小了近75%.经IGWO寻优获得的动态补偿系统,可有效地改善热电偶传感器的动态特性,减小热电偶传感器的动态误差.     

基于改进RLS的传感器动态特性校正方法

在动态测试中为了消除传感器谐振频率处振动产生的误差,针对传感器高阶系统的补偿问题提出一种改进RLS算法优化补偿滤波器。采用梯度下降法产生滤波器参数初值,再用RLS算法对参数进行修正。在matlab平台上对算法进行了仿真验证,分析了补偿前后传感器系统的时域响应和频域响应。对实际压电传感器CY-YD-205进行了补偿,工程实验表明采用改进RLS算法设计的补偿滤波器可以大大改善传感器系统的动态特性。     

改善传感器特性的软件处理方法

讨论了改善传感器特性的一般方法，针对传感器的静态特性和动态特性提出了用软件处理方法改善特性的设计方法，并以灰法传感器的非线性和动态特性补偿为例进行了验证。理论和实验研究表明方法具有一定的实用价值，特别适用于利用单片机进行开发的智能传感器。     

磁浮列车间隙传感器动态特性研究

磁浮列车的控制和运行对间隙传感器动态特性有较高要求.首先,在研究磁浮间隙传感器动态性能与动态特性测试方法的基础上,根据磁浮列车用间隙传感器的原理,对传感器主要环节进行动态建模.接着,通过分析模型函数通解的结构形式,提取了影响传感器动态特性的影响因素,并对传感器动态特性进行了有效补偿.最后,设计了一种模拟开关方法,对传感器动态性能进行试验测试.分析与试验结果表明,传感器动态特性主要受检波电路影响,模拟开关方法可以有效地检测传感器动态特性.     

固有频率和阻尼度的测试方法研究

文章介绍了阶跃激励法、正弦激励法、脉冲激励法三种动态扭矩计量测试方法,并对不同时间做的两次试验进行了对比,得出的数据相差在3%以内,证明了上述动态特性的测试方法具有重复性和追溯性,可用作扭矩传感器动态特性的测试。     

火焰温度场测试中的传感器动态特性补偿

在进行爆温测试时,爆炸伴随的高温火焰具有变化快、温度高、测试环境恶劣等特点.针对这种特定的测温场合,运用火焰温度源法研究了热电偶传感器在火焰温度场中的动态响应特性.为了减小热电偶的动态测量误差,通过粒子群优化算法(PSO)建立了测试系统的动态补偿滤波器模型.实验表明,这种研究方法有效地改善了热电偶的动态测量误差,对通过爆温测试进行弹丸热毁伤评价有一定的参考价值.     

数据重构齿轮流量计动态特性研究

针对齿轮流量计动态特性影响电液伺服控制系统的动态响应测试精度的问题,从原理上分析了VC圆柱齿轮流量计的动力学特性、脉冲计数方式对流量计动态特性和精度的影响,提出了平均值法和抛物线法数据重构提高流量计的动态特性和精度,并在电液伺服阀实验台上进行了试验。试验数据证明了齿轮流量计的动态特性在数据重构的作用下可以达到60Hz以上,为齿轮流量计在电液伺服控制系统动态测试环境中作为传感器应用的最高测试频率提供了依据。     

数据重构齿轮流量计动态特性研究

针对齿轮流量计动态特性影响电液伺服控制系统的动态响应测试精度的问题,从原理上分析了VC圆柱齿轮流量计的动力学特性、脉冲计数方式对流量计动态特性和精度的影响,提出了平均值法和抛物线法数据重构提高流量计的动态特性和精度,并在电液伺服阀实验台上进行了试验.试验数据证明了齿轮流量计的动态特性在数据重构的作用下可以达到60 Hz以上,为齿轮流量计在电液伺服控制系统动态测试环境中作为传感器应用的最高测试频率提供了依据.     

电磁铁力特性测试系统的研究

鉴于力特性是表征电磁铁性能的基本特性,基于力传感器和位移传感器等器件,提出了一种电磁铁力特性测试系统,介绍了其结构及原理,建立了测试系统模型,对测试系统误差进行了分析.通过试验研究了测试系统的动态系统误差,并对单向和双向两种特定结构的比例电磁铁的静动态力特性进行了测试.试验结果表明:该系统测试方便、测试结果准确可靠,适用于单向和双向电磁铁静动态力特性的测试.     

基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定方法

目前磁传感器多用于对静态或准静态磁场环境的测试,当被测磁场矢量快速变化时,磁传感器的动态特性成为影响其测量精度的关键因素。针对测试现场环境中难于产生标准的高频交变激励磁场源致使磁传感器动态特性无法准确快速标定的难题,提出一种基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性现场快速标定方法。首先提出并构建了一种基于带电直导线的标准宽频带磁场发生器,采用毕奥-萨伐尔定律分析了带电直导线周围磁场分布规律;其次通过在长直导线中加载典型交变激励电流,产生典型交变磁场,采用系统辨识方法实现对磁传感器动态特性标定;最后对某矢量磁传感器测量系统进行了时域、频域动态模型标定。实验表明所提出的磁传感器动态模型标定方法具有简便、快速、高效、准确的优点,便于工业现场对各类磁传感器进行动静态特性标定。     

压力传感器动态误差修正方法的FPGA实现

为了实时修正由于压力传感器动态特性引起的动态误差,提出了一种基于IIR数字补偿滤波器的FPGA实现方案.该方案首先依据压力传感器动态标定时的输入和输出数据利用改进的最小二乘算法建立全面描述传感器系统的数学模型,继而运用零极点配置方法重新配置模型零极点得到最优IIR补偿器模型及参数,其次在保证补偿器性能无失真或失真很小的基础上使用MATLAB工具量化补偿器模型参数,最后在以FPGA为控制核心的数据采集及存储系统的基础上应用量化的IIR补偿器模型参数设计了IIR补偿器软核,从而实现传感器动态误差的实时修正.实验结果表明:该方案能够实时有效地修正传感器动态误差.     

Coordinated dispatching of proximity sensors for the surveillance of manoeuvring targets

The surveillance of a manoeuvring target with multiple sensors in a coordinated manner requires a method for selecting and positioning groups of sensors in real time. Herein, the principles of dispatching, as used for the effective operation of service vehicles, are considered. The object trajectory is first discretized into a number of demand instants (data acquisition times), to which groups of sensors are assigned, respectively. Heuristic rules are used to determine the composition of each sensor group by evaluating the potential contribution of each sensor. In the case of dynamic sensors, the position of each sensor with respect to the target is also specified. Our proposed approach aims to improve the quality of the surveillance data in three ways: (1) The assigned sensors are manoeuvred into “optimal” sensing positions, (2) the uncertainty of the measured data is mitigated through sensor fusion, and (3) the poses of the unassigned sensors are adjusted to ensure that the surveillance system can react to future object manoeuvres. If a priori target trajectory information is available, the system performance may be further improved by optimizing the initial pose of each sensor off-line. The advantages of dispatching dynamic sensors over similar static-sensor systems are demonstrated through comprehensive simulations.     

红外甲烷传感器非线性动态补偿的研究

红外甲烷传感器作为瓦斯监测主要传感器之一,非线性动态影响到它的测量准确度和测量范围,不利于安全生产.针对这一问题,采用最小二乘支持向量机非线性动态方法对传感器进行补偿,并对算法予以改进.通过仿真实验加以比较,实验结果表明:基于改进最小二乘支持向量机非线性动态补偿,传感器测量准确性和测量范围大大提高,对促进安全生产有积极...     

定值和随动单闭环系统传感器故障诊断

在线闭环系统传感器的故障, 由于控制器的调节作用, 使得其故障诊断变得复杂. 本文针对定值和随动单 闭环系统传感器故障, 在正常系统和故障系统动态特性分析基础上, 提出了一种基于系统动态趋势和数据驱动的故 障诊断方法. 该方法利用动态窗口残差数据实现故障监测; 以数据变化最大值实现故障估计; 采用二次线性回归实 现故障分离; 建立了系统故障监测、故障估计和故障分离的静态模型; 同时给出了诊断模型在线应用的标定方法和 诊断流程. 通过实验验证了方法的有效性和诊断的高精度. 该方法适用于一般的一阶定值和随动闭环控制系统传 感器的实时故障诊断.     

六维力传感器的结构设计分析

为了改善现有六维力传感器的动态性能，提出了一种新型的六维力传感器弹性体结构。建立了结构模型，并采用有限元方法进行了静力学分析以及模态分析，分析了该传感器弹性体在各工况下的应变分布特征；随后对弹性体的关键尺寸参数进行了详细的设计，基于响应面分析法对数值计算结果进行拟合，建立了各工况下响应值与弹性体关键尺寸的回归方程。分析结果表明，该传感器具有良好的动态性能，其一阶固有频率高达3196.3 Hz，各个力分量的灵敏度均有提高，其中x方向力的灵敏度提高了26.09%。通过实验验证了该设计方案的可行性，该传感器的研制为高速作业机器人用多维力传感器的发展奠定了基础。     

2-D and 3-D numerical modelling of a dynamic resonant shear stress sensor

Despite the importance of wall shear stress measurements in both fundamental and applied fluid dynamic problems, sensors for this application suffer from several shortcomings. A new class of wall shear stress sensor concept that addresses these shortcomings is studied numerically. The properties of a dynamic resonant shear stress sensor are determined using a specially-developed two-dimensional unsteady boundary layer code and a commercially available three-dimensional fluid model. Several characteristics of the sensors are determined using these models including: static sensitivities with and without pressure gradients, sensor design parameter effects. These results indicate that low amplitude, high resonant frequency operation associated with small sensors will have optimum performance. These results also suggest that a MEMS implementation of this sensor should provide the capability of measuring wall shear stress fluctuations in turbulent flows.     

温度传感器动态性能改进的软测量方法

在分析温度传感器工作机理的基础上,采用软测量的思想对改善温度传感器动态特性进行了研究。该方法利用热力学基本理论建立温度传感器软测量模型和理论分析测量模型,说明软测量方法提高温度传感器动态特性的原理及可行性,最后用分析解法对模型进行数值求解,给出数值模拟结果。结果表明:软测量方法能够实现由温度传感器测得的温度推算出被测温度,即提高温度传感器动态响应特性,从而扩大常规温度传感器的使用范围,节约成本。     

正交非线性模型在传感器动态补偿中的应用

讨论了基于正交函数的非线性模型在传感器的动态补偿中的应用,给出了该模型的结构及相应的算法,使经过补偿后的传感器具有理想的输入输出特性。试验结果表明,应用这种基于正交函数的非线性模型对传感器进行动态补偿是一种行之有效的方法。     

QR分解与GLS改进算法在压力传感器动态性能改善中的应用

将矩形矩阵的正交（QR）分解和改进的最小二乘（GLS）算法相结合,实现传感器的动态建模,运用零极点配置理论改善传感器动态性能。利用传感器动态校准实验数据,首先构造矩形数据矩阵并对矩阵进行正交分解确定传感器模型阶次,继而利用改进的最小二乘算法建立传感器的数学模型,而后运用零极点理论对模型零极点进行重新配置改善传感器的动态性能。实验结果表明：该方法简洁,建模精度高,能够较准确得到反映传感器动态特性的数学模型,且基于该方法的传感器动态性能改善效果明显。