双旁路磁弹索力传感器

基于磁弹索力传感器测量的基本原理,讨论了一种改进型双旁路磁弹索力传感器;利用磁阻分析法对双旁路磁弹索力传感器的结构进行磁路分析,并进行设计方法研究,提出了具体的结构设计准则与线圈参数设计方法;考虑剩磁的影响,对励磁方式的选择进行了详细分析,采用了正负脉冲电流励磁;根据钢缆索材料磁弹效应的材料特性优化传感器的励磁磁场工作...     

钢缆索材料磁弹效应的材料特性实验研究

钢缆索材料磁弹效应的材料特性是磁弹索力传感器励磁磁场工作点优化的依据,而目前又缺少相关报道。针对此问题,以铁磁材料磁弹效应理论为指导,提出钢缆索材料磁弹效应材料特性研究的实验方案;根据缆索材料式样设计线圈,搭建实验系统,最后针对钢缆索单丝材料完成其磁弹效应的材料特性实验;结果表明:钢缆索材料磁导率随外力增加而减小,在磁化饱和区以内,随着磁场的增加其磁弹效应越强,在磁化近饱和区,磁弹效应最明显,为磁弹索力传感器励磁磁场工作点的优化提供了依据。     

套筒式磁弹索力传感器设计研究

针对套筒式磁弹索力传感器的设计主要凭经验的现状,在详细分析套筒式磁弹索力传感器原理、传感器结构及内部磁场分布的基础上,对传感器的设计进行了研究,提出了能针对具体尺寸缆索设计相应套筒式磁弹索力传感器的设计方法;用此设计方法对某实际工程上应用的缆索的传感器进行设计,并完成传感器内部磁场分布仿真和传感器拉力实验,结果表明:传感器达到预期的设计效果,且传感器灵敏度达-0.3535mV/Mpa,此设计方法可行.     

基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器

为改善磁流体动力学角速度传感器输出信噪比,提高传感器的测量分辨力,提出了一种基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器,采用交变磁场作为载波信号对输入传感器的角速度信号进行调幅,设计了磁路、μＶ级微弱信号预处理电路和数字相敏检波系统。仿真与实验结果表明设计的磁路能够产生幅值恒定的交变磁场,磁感应强度有效值和均匀性满足传感原理需求,电路仿真结果表明预处理电路可有效规避低频噪声干扰,数字解调系统提取信号后,信号频率误差小于0.6％,幅值误差小于0.15％。     

差动式磁弹型索力传感器的磁路设计与分析

磁弹效应索力传感器的磁路结构及其参数和磁路的磁动势是通过磁路设计和磁路分析来确定的。结合差动式索力传感器的结构,讨论了磁路结构设计及其参数确定,磁场强度选取及其磁通的确定,以及通过磁路分析确定磁路的总磁动势等关键问题,搭建了试验系统,进行拉力试验。试验表明:提出的磁路设计和磁路分析方法是合理的,为磁弹效应法监测索力的磁路设计开拓了一条新路。     

磁弹索力传感器在混凝土系杆拱桥健康监测系统中的应用

磁弹索力传感器基于铁磁材料的磁弹性效应,通过测量钢缆索中由于应力变化导致的磁导率变化,进而获取应力.作为一种无损、非接触性的测量方法,可广泛适用于吊杆、系梁、斜拉索及预应力筋的应力测定.讨论了桥梁健康监测系统的构建方法,各种常用应力测量技术及特点.结合对钱江四桥钢管混凝土系杆拱桥的结构分析,介绍了磁弹索力传感器在钱江四桥在线健康监测系统中的具体应用.     

ACSM法系统设计及铁磁构件应力测量研究

大型机械装备关键部件工况恶劣,易产生应力集中并导致发展为宏观缺陷。设计开发一套交变应力测量系统,系统包括测量传感器、DDS信号激励模块、信号调理模块、信号采集与处理模块。基于电磁理论设计优化U型磁轭传感器,依据互相关原理设计信号调理模块,并利用该系统对受载Q235钢进行应力测试。实验结果表明,ΔBx参量随激励电压有显著变化,当激励电压为5 V时,ΔBx变化较小,构件屈服后仅有10 mV变化,激励电压为19 V且载荷为300 MPa时ΔBx达到98 mV。构件在弹性阶段ΔBx与应力呈线性变化,屈服后迅速增大;ΔBz变化较小且规律复杂,不适宜对应力进行评估。结果表明该系统为铁磁构件的应力测量提供了一种有效的测试方法。     

基于旁路结构的磁弹效应索力传感器研究

针对磁弹效应索力传感器工程应用安装与维护技术难题,提出了一种旁路结构的磁弹性索力传感器。应用磁路定律和等效磁路法,对套筒式结构传感器进行磁路系统分析;基于等效磁路原理,设计旁路式结构索力传感器,给出器件结构参数尺寸;搭建相应的传感器试验检测系统,在WDW-300拉伸试验机上对两种传感器进行磁电复合材料诱导电压与拉力比较试验。对旁路结构索力传感器进行抗温性试验研究。结果表明,旁路结构索力传感器检测精度高,重复误差0.02%~0.5%,传感器性能稳定性和温度适应性好,适合于大跨度桥梁结构健康检测的工程应用。     

管道腐蚀检测中新型脉冲漏磁传感器的设计与实验验证

在金属管道腐蚀检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势.在对多种不同结构的传感器进行实验和仿真分析的基础上,提出了一种新型结构的脉冲漏磁传感器,用于带一定厚度保温层管道腐蚀缺陷的检测.该新型传感器在结构上采用传统漏磁检测的磁路设计方法,同时采用脉冲方波作为激励,这样既利用了漏磁检测聚磁效果好的优点,提高了激励场的穿透深度,又利用了脉冲激励所具有的频率成分丰富的优点,增强了激励场对保温层的穿透效果和对管道深层缺陷的检测效果.实验证明了传感器设计的正确性及有效性.     

地磁传感器在弹载测试系统中的应用

介绍了地磁传感器的工作原理、结构及其在弹载测试系统中的应用,针对弹载测试的特殊性,设计了一种基于薄膜线圈式地磁传感器的弹载测试系统,该系统具有误差不随时间积累、可靠性高、响应速度快等优点,简述了弹载测试系统的工作原理、系统硬件结构及薄膜线圈式地磁传感器的信号调理电路,经过实弹测试验证,该地磁式弹载测试系统能准确测量弹丸的加速度和转速的实际飞行参数。     

低压低功耗CMOS微电容式传感器数字型接口电路研究

针对便携、无线设备的低电压、低功耗需求,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计提出一种面向CMOS微电容式传感器的接口转换电路。将敏感电容、参考电容与接口电路集成于同一芯片,可以将对湿度敏感的电容变化量线性转换为方波脉冲信号的宽度,并直接输出数字信号。实验仿真结果显示在1.5 V电源供压下电路消耗的功耗仅为1.95 mW,转换分辨率达到4.38μs/pF,与同类接口电路相比具有线性度好、有效减少电容间失配和对温度与工艺角变化不敏感等优点。     

Fe-Ga磁致伸缩位移传感器驱动电流位置调整与回波速度校正

通过对传统Fe￣Ga磁致伸缩位移传感器驱动脉冲电流输入端位置的改进,降低了驱动脉冲电流噪声对检测线圈输出电压的影响,并使检测线圈输出电压信噪比由15.5 dB提高至23.7 dB。基于应力波无阻尼反射原理提出一种新的回波速度校正法,确立了回波速度与波导丝长度、应力波传播时间、反射波传播时间的数学关系,并给出此表达式适用的驱动脉冲电流频率范围。制作了样机,通过实验验证了此方法最大位移测量误差减小到原来的1/5,为Fe￣Ga磁致伸缩位移传感器输出性能研究提供了理论依据。     

用于薄液膜检测的同轴环盘电导传感器优化设计

液膜厚度是研究环状流液膜演化发展的重要参数,基于环状流薄液膜厚度范围,设计了基于电导法的非侵入式同轴环盘液膜测量传感器。通过有限元分析,对同轴环盘液膜测量传感器电极结构参数进行了优化设计,确定了传感器结构参数最优选择。实验表明：传感器在50μm~200μm的液膜厚度范围内具有很高的灵敏度,液膜厚度的测量误差在±3.7％以内。     

基于步法的跑步机速度跟踪控制方法

目前,电动跑步机的加减速都是通过手动按钮控制,制约了健身者改变速度的自由性,对于电动跑步机应用拓展也产生了诸多不利影响。本文提出了一种基于步法的跑步机速度跟踪控制方法：通过在电动跑步机跑步带下安装压力传感器,获取运动时脚底与跑步机之间的作用力信号,分析运动时的步法信息,判别人体的运动趋势,据此控制电机加速或减速,使得跑步机速度随着人体运动速度的变化而改变。实验表明,该方法能够达到预期的速度跟踪效果,可为今后的进一步研发和电动跑步机技术升级提供有益参考。     

基于小波包和RBF神经网络的瓦斯传感器故障诊断

针对瓦斯传感器故障诊断速度慢、诊断精度不高的问题,以常见的冲击型、漂移型、偏置型和周期型传感器输出故障为研究对象,提出了一种基于减聚类( SCM)与粒子群( PSO)算法优化的RBF神经网络进行模式分类与辨识的瓦斯传感器故障诊断方法。首先,利用三层小波包分解得到各个节点的分解系数,采用一定的削减算法使故障的瞬态信号特征得到加强,获取最优的特征能量谱。再利用SCM￣PSO算法优化RBF神经网络,使粒子的搜索速度更快,更有利于发现全局最优解。最后通过实验对比分析,该方法具有训练速度快、分类精度高的特点,辨识正确率在95％以上,能够显著提高故障诊断的速度和准确性。     

微型双模式耐蚀压力传感器设计及特性分析

本文提出一种微型双模式耐蚀压力传感器设计并分析其测试特性,能够实现静态力和瞬时力的同步测量。该传感器由基于低温共烧陶瓷的压阻测量单元和基于硅橡胶的电容测量单元构成。并由压阻测量单元实现静态力的测量,电容测量单元实现瞬时力的测量。文中分别计算了压阻测量单元和电容测量单元的数学分析模型,并通过有限元仿真研究传感器的静态特性和模态响应,考量传感器结构参数对其测量性能的影响。     

基于多壁碳纳米管-铂纳米颗粒纳米复合材料的乙醇生物传感器

采用超声法制备了多壁碳纳米管－铂纳米颗粒( MWCNTs￣PtNPs)纳米复合材料,并将其修饰于乙醇生物传感器,表现出良好的检测性能。实验结果表明：传感器最低检测限为0.02 mmol/L,线性范围为0.25 mmol/L~3.00 mmol/L,灵敏度为0.92332μA/( mmol/L),并且具有高稳定性和良好的重现性。     

射线管道爬行器用磁传感器

介绍一种用于射线管道爬行器定位和控制的管道爬行器电磁传感器,利用低频交变磁场能穿透钢制管道壁的原理。它由位于管道外部的磁发射器和管道内部的磁接收传感器组成,磁发射器由电池、稳压电路、直流电动机和钕铁硼永磁旋转体组成,由电池经稳压供电的直流电动机带动钕铁硼永磁旋转体旋转;磁发射器在管道外表局部空间产生交变磁场,在管道内部形成漏磁场,磁接收传感器由感应线圈、限幅器、仪表放大器、检波电路、积分电路、比较电路和防抖电路组成,输出一个开关量信号供爬行器使用,经过长期大范围使用,达到了代替原来放射性物质控制的作用,定位精度满足射线透照要求。     

一种基于Agent自信度的簇间多跳路由协议?

为了均衡无线传感器网络中的能量消耗问题,延长网络的生存时间,提出了一种基于Agent自信度的无线传感器网络多跳路由协议。该协议引入节点剩余能量、初始能量和节点的自信度来调节传感器节点随机数的大小。簇间通信时,综合考虑簇头节点的剩余能量,簇头节点距离Sink节点的距离,簇头节点的自信度3个因素,簇头节点和Sink节点之间使用单跳和多跳相结合的传输方式。每次重选簇头前都动态的修改节点的自信度。通过实验表明,相较于LEACH协议和ASCH协议,提出的协议能够很好的延长网络的寿命。     

SMT封装电路板三维在线检测技术

为了检测回流焊接之后SMT( Surface Mount Technology)封装电路板是否存在缺陷,设计并搭建了基于线结构光传感器的SMT封装电路板三维在线检测系统,通过线结构光扫描测量,获取SMT封装电路板表面三维数据。采用双传感器测量技术,有效减少数据丢失;研究了双传感器统一标定技术,可同时实现两个传感器的参数标定和坐标系统一。提出了自适应光条中心提取算法,对反射或散射影响而形成的光条图像噪声具有很好的抑制效果,能够提取准确的光条中心。实验表明系统测量精度可达到0.02 mm。系统测量得到的三维数据,可以为在线检测SMT封装电路板缺陷提供可靠的三维信息。