气体摆式两维倾角传感器的结构与信号处理

介绍了气体摆式两维倾角传感器的敏感原理即气体摆倾角敏感原理,并对两维倾角传感器的敏感元件结构设计方案进行了分析。分析了气体摆式两维倾角传感器的基本原理,在此基础上,研究了克服影响传感器性能的环境因素的方法,给出了一个详细和优化的解决方案。最后通过对实际制作的两维倾角传感器进行的测试表明,该文介绍的气体摆式两维倾角传感器的非线性度可小于0.2%,分辨率小于0.03°,工作温度得到扩展。     

气体摆式水平姿态传感器的结构及信号处理

研究了气体摆式水平姿态传感器的工作原理、结构、信号获取电路及补偿技术。采用铂电阻丝作为热源,在密闭腔中使气体产生自然对流,用硬件电路和数字化软件补偿技术提取载体姿态信号并进行处理。研制出测量范围为±45°,非线性度小于1%FS,分辨率小于0.01°的气体摆式水平姿态传感器。     

全方位气流式倾角传感器结构及信号处理技术

采用热敏电阻作为热源和敏感元件,在密闭腔中使气体产生自然对流,利用硬件电路和软件补偿技术将载体的姿态信号提取并进行处理,从而实现载体在任意偏航方向时与水平面倾斜的全方位姿态测量。研制出测量范围为±45°、非线性度小于0.5%FS、分辨率小于0.01°、响应时间小于50ms的全方位气流式倾角传感器。     

动态气流式倾角传感器的结构及信号处理技术

采用热敏电阻作为热源和敏感元件,在密闭腔中使气体产生自然对流,利用硬件电路和软件补偿技术将运动载体的姿态信号提取并进行处理。研制出测量范围为±30°、非线性度小于1%FS、分辩率小于0.01°、响应时间小于80 ms的动态气流式倾角传感器。     

微机械全方位水平姿态传感器的研究

提出了一种能敏感全方位水平姿态的微机械传感器.采用微机械工艺制作的正八边形敏感元件敏感全方位水平姿态;通过前置信号电路和数字电路构成信号处理电路,实现倾角电压信号的提取,全方位信号合成和全方位倾角信号的灵敏度补偿.测试结果表明,分辨率优于0.1°,方位角测量范围可达360°,倾斜角度测量范围可达到20°.该传感器不仅体积小,且结构紧凑,工艺简单,敏感元件输出一致性好,适于批量生产.     

肝细胞癌切除术后不同生存期相关危险因素分析

解释了环境温度对微机械气流式全方位水平姿态传感器灵敏度的影响机理.采用有限元方法,通过建立该传感器敏感元件的三维模型计算了不同环境温度下,倾斜10°时敏感元件内的温度场.结果表明,在热源温度一定的情况下,输入恒定倾角时,敏感元件内的温度场随环境温度发生了变化;随着环境温度的增加(下降),敏感元件内两两相对的检测热敏电阻处的温度之差减小(增加),检测电桥输出电压减小(增加),传感器灵敏度降低(升高).为进一步采取温度补偿,减小该传感器灵敏度的温度漂移提供了理论和实验依据.     

抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器的研究

提出了一种能够抗加速度干扰的气流式水平姿态传感器。根据气流式倾角敏感元件和气流式倾角敏感元件的输出特点，建立了抗加速度干扰的数学模型；根据抗加速度干扰的数学模型，设计了抗加速度干扰的程序，实现了载体振动、角振动和摇摆等在运动状态下抗加速度干扰的目的，抗加速度干扰能力在95％以上。该传感器不仅能够进行静态倾角测量，而且能够抗动态情况下加速度对摆式倾角传感器的干扰。     

肌肉注射维生素B12缓解食欲不振1例

论述了气体摆的机理,分析了密闭腔中自然对流气体的浮升力及浮升力与温度变化的关系式.该文给出了二维微机械气体摆式加速度计与倾角传感器的结构原理和信号处理电路,并通过对实际制作的两维微机械气体摆式加速度计和倾角传感器样机进行测试.结果表明,在±7 g和±25°时,两维微机械加速度计和微机械倾角传感器的非线性度均小于1%FS.     

微机械热对流倾角仪温度补偿技术研究

介绍了微机械热对流倾角仪的工作原理和结构设计,利用有限元分析软件,计算了在不同倾斜状态下二维密闭腔中点热源引起的对流场和温度场,提出了环境温度对热对流倾角仪影响的模型。根据仿真结果,在电路中增加了加热丝恒定温度控制电路,建立了基于软件的环境温度补偿算法,实现了对温度影响的补偿。经测试,环境温度从-40℃变化到60℃时,倾角仪0°输入的温度稳定性为0.07°,10°输入的温度稳定性为0.02°。     

气流式惯性组合陀螺的结构及信号处理技术

研究了气流式惯性组合陀螺的结构原理与信号处理技术。采用热敏电阻作为热源和敏感元件,在密闭腔中使气体产生自然对流,用硬件电路和数字化软件补偿技术,将载体姿态信号提取并进行处理。研制出测量范围为±30°/s、非线性度小于1%FS、分辨率小于0.01°/s的气流式惯性组合陀螺。     

环境温度对气流式水平姿态传感器灵敏度的影响

采用有限元方法,计算了不同温度下倾斜10°时敏感元件内的温度场和流场,分析和验证了环境温度对气流式水平姿态传感器灵敏度的影响机理。结果表明:随着环境温度的增加,传感器灵敏度降低;反之,随着环境温度的下降,传感器灵敏度提高;倾斜10°时,传感器的灵敏度温度系数为0.55mV/℃。     

压电谐振式水平姿态传感器研究

介绍了利用石英晶片频率的力敏效应制作的水平姿态传感器及其敏感头的结构。分析了敏感头结构参数与传感器的标度因数、线性度等技术指标的关系,并指出了该传感器需要进一步研究的问题。目前,压电谐振式水平姿态传感器样机的分辨率优于0.001 4°,在2°的范围内,标度因数达1.60 Hz/5″,非线性度不大于0.13%。     

微机械气流式全方位姿态传感器的敏感机理

采用有限元法,解释了微机械气流式全方位水平姿态传感器的敏感机理.通过建立敏感元件的三维模型,计算了敏感元件内气流速度在不同倾斜状态下的分布.结果表明,热源周围两两相对的热敏电阻处的气流速度之差随着倾斜角度的变化而改变;随着倾斜角度的增加,两热敏电阻处的气流速度之差加大,流过两热敏电阻的电流之差加大,电桥失去平衡,输出一个与倾斜角度相对应的电压.有限元计算方法为该传感器的优化设计开辟了有效的研究途径.     

三维螺旋极板电容传感器的静态分析与设计

针对电容传感器检测场较为复杂的特点,借助ANSYS软件对其进行三维静态模拟,分析了传感器结构参数对三维检测场的均匀性与灵敏度等指标的影响。通过有限元计算和优化设计,得到了最优的传感器结构参数,如屏蔽罩半径R3=27.37mm,极板长度L=207.39mm,极板旋转角度θP=270°,极板张角θ=135°等。优化后的传感...     

Differential absorption fiber-optic liquid level sensor

An optical fiber liquid level sensor based on differential optical absorption is described. The sensor uses a two-wavelength ratiometric approach to cancel out errors arising from variations in fuel characteristics, tank vibrations, etc. The sensor is mechanically simple and uses inexpensive LED sources and multimode optical fiber. The sensor displays ±2-mm resolution over an 18-cm range with immunity to 5° surface tilt variations and immunity to optical fiber connector and bending loss variations up to 1 dB.     

Monolithic pressure-flow sensor

A new silicon-based monolithic pressure-flow sensor has been developed. Its operation is based on the piezoresistive effect for pressure sensing and heat transfer for flow sensing. The sensor chip has a thermal isolation structure that is made of an oxidized porous silicon membrane. This structure thermally isolates the heating element located on the membrane from the rim of the chip. The sensor, in which the chip was mounted on a wall of an acrylate plastic pipe, was designed for biomedical applications. Measurements were made at pressures of 0-300 mmHg, water flow rates of 0-7 1/min, and fluid temperatures of 25-45°C. The temperature difference between the heating element and the fluid temperature sensing element was kept at 5°C. The sensor showed a pressure sensitivity of 1.32 µV/mmHg for 1-mA current supplied, a nonlinearity of 0.5 %F.S. for pressure sensing, an accuracy of ±10 %F.S. for flow sensing, and 90-percent response time of below 100 ms for flow sensing. The sensor was applied to the simultaneous measurements of pressure and flow rate in pulsedflow experimental systems.     

自主足球机器人全维视觉系统的设计与建模

对全维视觉系统（OPVS）及其成像模型进行了研究。利用单视点约束条件和方程设计了自主足球机器人全维视觉传感器的镜面参数，确定全维视觉传感器的尺寸，建立了包括反光镜的反射模型和摄像头的针孔成像模型在内的一整套完备的数学模型，确定像点和物点间的对应关系，为全维成像提供了必要的数学模型和算法。用仿真实验和真实图像实验验证了系统的实用性。     

Study of Capacitive Tilt Sensor with Metallic Ball

In this paper, a new, simple capacitive tilt sensor with a metallic ball is proposed. The proposed tilt sensor has only two electrodes and a metallic ball, and this design assists in managing the inherent contact problem in measuring tilt angles. Capacitive sensing, compared with other types of tilt sensor, has many advantages such as simplicity, noncontact measurement, long‐throw linear displacement, and sub‐micron plate spacing. Its design and fabrication process are significantly simpler than previous types of tilt sensors. The dimensions of the prototype tilt sensor are , and the diameter of the polystyrene tube is 5 mm with a tube thickness of 0.15 mm. An analytical study of the prototype capacitive tilt sensor was undertaken, and the experimental results demonstrate the relationship between the tilt angles and measured capacitances compared with the analytical study.