LVDT传感器在爆炸环境地运动测量中的应用

为了评估炸药在地下结构附近或地下爆炸时产生的地冲击对结构的威胁和影响,进行爆炸环境下的地运动测量,可以为工程安全及其防护设计提供合理有效的数据和依据.采用改进型差动变压式位移传感器(LVDT)对其进行测量.该LVDT具有行程大,精度高,稳定性好,安装方便等优点.需要解决的两个关键技术是:测试原理的合理解释、传感器的抗冲击能力和传感器不同与常规应用的安装技术.介绍了利用LVDT位移传感器测量地运动的原理、方法以及实验技术.实验表明了该技术可行、有效.     

LVDT传感器在爆炸环境地运动测量中的应用

为了评估炸药在地下结构附近或地下爆炸时产生的地冲击对结构的威胁和影响,进行爆炸环境下的地运动测量,可以为工程安全及其防护设计提供合理有效的数据和依据。采用改进型差动变压式位移传感器(LVDT)对其进行测量。该LVDT具有行程大,精度高,稳定性好,安装方便等优点。需要解决的两个关键技术是:测试原理的合理解释、传感器的抗冲击能力和传感器不同与常规应用的安装技术。介绍了利用LVDT位移传感器测量地运动的原理、方法以及实验技术。实验表明了该技术可行、有效。     

基于数字位移传感器的位移测量系统

数字位移传感器位移测量系统中的数字位移传感器具有高精度、高分辨率和稳定性好的特点,并且系统中SPP转RS232接口电路,解决上位机与位置反馈环节之间的传输距离短的问题。云台的一米红外太阳望远镜终端为了得到清晰的太阳光谱,将采用该位移测量系统。介绍系统的结构和位移传感器工作原理,阐述了数据采集部分SPP转RS232接口电路的硬件设计和系统的软件设计,并且进行位移测量实验。实验结果表明,该位移测量结果达到了红外太阳望远镜主镜调焦的精度和实时性要求,系统将于2009年年底投入试用。     

PSD位移传感器测量误差的修正方法

为了提高自制位置敏感探测器(PSD)激光三角位移传感器的精度,提出一种简单、可行的数据修正方法,对传感器所采用的测量原理、敏感器件及自制工艺等进行了研究。首先,对自制的位移传感器的静态精度进行实验标定,分析其位移误差曲线。通过将位移测量误差曲线与敏感器件自身检出误差曲线进行比对,结合自制传感器的组装工艺,分析其误差来源。然后,通过调整激光三角测量原理中位移传递公式的具体参数,达到优化自制位移传感器的静态精度的目的。最后,用反复多次地,不同测量范围、测量步长下的位移数据曲线优化效果,证明这种修正方法的普适性。实验结果证明:经过该方法修正后,自制的PSD位移传感器的测量数据的误差降低约80%,其静态位移精度基本达到1%。这种修正方法能够简单、有效地提高PSD激光三角位移传感器的测量精度。     

基于激光位移传感器圆径测量的角度安装误差研究

基于激光位移传感器的工件圆径和圆度测量被广泛应用于工业现场的产品质量检测过程中。文中研究了激光位移传感器的角度安装误差对工件圆径测量结果的影响,并提出校准方法。首先,将定量分析位移传感器的角度安装误差与计算得到的圆径结果的误差之间的关系。其次,提出了一种位移传感器角度安装误差校准方法,该方法可在标准圆圆径未知的情况下,根据不同位置下的3个位移传感器的测量值,精确计算出传感器的角度安装误差。详细说明了该校准方法的建模过程,通过仿真确认角度安装误差校准方法的有效性。最后,利用三坐标测量仪对角度安装误差进行校准。实验结果表明,校准后的圆径测量误差从20 μm提高到1.5 μm。     

全感应式钢栅位移传感器设计

位移传感器技术是一项对现代科学研究和工业生产有着重要影响的传感器技术，基于电磁感应原理，设计了一套钢栅位移传感系统，整个系统由基于ARM的信号处理主板、激励线圈、感应线圈和钢栅尺构成，主板通过感应信号的检测和计算得到位移信息，使用激光干涉仪进行了性能测试。测试结果表明，传感器分辨率达到1μｍ，在 35ｃｍ的量程内位移误差在10μｍ 左右，系统运行稳定，结构简单易维护，并且可以支持非直线测量。具有较高的实用性。     

基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器

提出并设计了一种基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器,利用谐振腔中不同模式之间的拍频信号实现传感,可以监测物体微小位移。该传感器采用应变传感基片结构,有效对光纤进行保护,并能缓冲拉伸和压缩带来的形变,增加传感器灵敏度。同时在原有多纵模拍频光纤激光器的基础上进行了改进,使系统获得更高的信噪比。阐述了多纵模拍频传感器的测量原理,设计制作应变片并搭建实验平台。实验选取4个不同拍频信号作为传感信号,实验数据表明:在0~30 mm范围内,频率漂移基本呈线性变化,线性拟合度最高可以达到0.999 4,这与理论推导结果一致。由于拉伸平台的拉伸精度限制,该传感器的测量精度为110-3 mm。经过反复实验表明,该传感器具有良好的稳定性。     

液晶微位移传感器

液晶微位移传感器的工作原理是以负介电各向异性的向列相液晶材料的动态散射效应为基础的，文中给出了这种传感器的结构，测量方法、精度、应用范围和实验结果；研究了在阈值电压附近光的吸收和散射，讨论了该传感器的稳定性和遥控方法。     

差动式光纤微弯传感器

设计了一种新型的差动式光纤微弯传感器，并对传感器的位移特性和应变特性进行了实验研究。该传感器的特点是不仅可以测量位移、应力、应变等参量的大小，还可以判断参量的方向，且灵敏度比单一传感器增加一倍。实验证明，通过在传感器中加入变形齿限位装置和光纤定位槽，大大改善了差动式光纤微弯传感器的敏感性能和实用性。     

基于反射式塑料光纤传感器的微位移测量技术研究

近年来,高精度的位移测量精度要求越来越高,为响应这一需求,本文依据待测位移量可由反射光强变化得出的原理设计了一种基于塑料光纤的位移传感器.本文所涉及的光纤位移传感器以静态拉伸式杨氏模量测量实验中钢丝长度的微小变化为待测量进行设计.在整个传感器系统制作完成后,结果显示,在0~3mm的位移范围内,测量输出与实际位移成线性关系且线性度为0.6%,在较大位移区间内实现了具有良好线性度的测量,同时,根据实验结果测得灵敏度为2.13mV/μm,保证了测量的精准度.这种设计方法的使用扩大了塑料光纤的应用领域,同时,优化了传感器的精准度和线性化精度等性能指标.     

基于激光测距传感器的汽车防撞报警器的设计

介绍了一种基于激光测距传感器的汽车防撞报警器的设计原理。在车体上合理布置这些传感器,利用反射激光测量待测距离,实现汽车前行和倒车时对障碍物距离的检测、实时显示和报警,使汽车避免和障碍物发生碰撞。实践表明该汽车防撞报警器具有测距速度快、准确度高、易于实现等优点,具有很好的应用前景。     

大量程高精度的新型弱光栅位移传感器研究

研发高精度、高灵敏度、大量程的传感器对于边坡、隧道、桥梁等工程结构的健康监测具有重要意义。该文基于杠杆原理,将弱光栅粘贴于基片上,并串联弹簧,形成上部传感单元,通过多种结构形式的比选,发现X型带上外拐加直立段为最优主体结构。基于上述传感结构,设计了一种构造简单、传力稳定,且具有大量程、高精度、高灵敏度的新型弱光栅位移传感器。从理论上推导了测量位移与弱光栅中心波长变化值的关系,并进行了标定试验和模型试验。结果分析表明,基于该结构的位移传感器可实现的测量范围为0～160 mm,灵敏度为24.4 pm/mm,且位移放大倍数可依据需要调整,由此展示了该传感器在结构大变形监测中的良好性能和广阔应用前景。     

G/T值自动化测试

G/T值是卫星地面接收系统的一项重要指标,常规测试方法耗时、费力、计算量大。通过工程实践详细论述利用射电星法测量地面大型天线系统的G/T值的原理及计算方法,论证G/T值自动化测试的可行性,并对测试过程中引入的测量误差进行了分析,给出G/T值自动化测试的实现方法及测试结果。该方法具有自动化程度高、测试指标精度高、测试速度快等特点,可广泛应用于各种卫星地面接收、航天测控等设备。     

基于单片机的蔬菜大棚监控系统设计

设计了一个基于AT89S52单片机控制的蔬菜大棚监控系统,可实现红外防盗报警、温湿度测量和LCD显示功能。系统主要包括单片机最小系统、红外热释电传感器、温湿度传感器、液晶显示电路和声光报警电路。该设计简单实用,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠,具有较高的实用价值。     

小型无线场强探测传感器研究

近年来,微波加热因其高效性和清洁无污染等优点广泛应用于各个领域。然而,微波加热的不均匀性限制了微波作为高效加热能源的应用。通过测量和分析加热腔中的电场分布情况可以帮助设计人员改进微波加热腔体设计,提高微波加热的均匀性。现有的场强测量设备均为有线设备,应用场景极为有限。因此,本文提出了一种由探头、接收机和上位机三部分组成的无线场强探测传感器。介绍了无线场强探测传感器的结构和原理,采用横电磁波小室进行校准。通过一系列测量实验表明实测值与标准场强仪测量值一致性较好,可满足工程测量需求。     

Fractional Order Linear Variable Differential Transformer: Design and analysis

Linear Variable Differential Transformer (LVDT) is the most preferred displacement measurement transducer used in industries because of its simple design and proven reliability. The major challenge faced in LVDT is linearity in limited stroke range. In this paper, a fractional order model of LVDT is developed and its characteristics like sensitivity, nonlinearity and stroke range are analysed by considering fractional behaviour only in self-inductance, mutual inductance and both. The results presented in this paper shows that Fractional Order Linear Variable Differential Transformer (FOLVDT) provides high sensitivity with reduced nonlinearity compared to the conventional LVDT. The results also demonstrate that the FOLVDT can be operated for increased stroke range without compromising on sensitivity and linearity.     

A study on PVDF sensor using wireless experimental system for bridge structural local monitoring

Originated from aerospace area, smart material structures have been a research hotspot in the application of engineering. For structural health monitoring within the context of civil engineering, the research about high-performance sensing units are very important. As one of the piezoelectric materials belonging to smart ones, Polyvinylidene Fluoride (PVDF) is widely regarded for its property advantages of low cost, good mechanical abilities, high sensibility, and corrosion resistance. In this paper, for the validation of PVDF sensors as sensing units for bridge structural local monitoring, wireless experimental systems of PVDF sensor for structural local monitoring on a bridge model and beam were built. Firstly, based on the operating mechanism, the measurement circuit and the characteristics of PVDF are introduced. Secondly, system framework of PVDF sensor for local monitoring is proposed, a bridge model is built, wireless sensor kits are then developed. Finally, Bridge damage monitoring experiments have been done for structural local health monitoring using PVDF sensors. The experimental results show that PVDF sensor can handle structural impact response monitoring and damage detection of civil engineering, and the developed wireless sensor experimental system can be easily implemented for use in practical monitoring engineering.     

A Self‐Powered Angle Measurement Sensor Based on Triboelectric Nanogenerator

A self‐powered, sliding electrification based quasi‐static triboelectric sensor (QS‐TES) for detecting angle from rotating motion is reported. This innovative, cost‐effective, simply‐designed QS‐TES has a two‐dimensional planar structure, which consists of a rotator coated with four channel coded Cu foil material and a stator with a fluorinated ethylenepropylene film. On the basis of coupling effect between triboelectrification and electrostatic induction, the sensor generates electric output signals in response to mechanical rotating motion of an object mounted with the sensor. The sensor can read and remember the absolute angular position, angular velocity, and acceleration regardless being continuously monitored or segmented monitored. Under the rotation speed of 100 r min^?1, the output voltage of the sensor reaches as high as 60 V. Given a relatively low threshold voltage of ±0.5 V for data processing, the robustness of the device is guaranteed. The resolution of the sensor is 22.5° and can be further improved by increasing the number of channels. Triggered by the output voltage signal, the rotating characteristics of the steering wheel can be real‐time monitored and mapped by being mounted to QS‐TES. This work not only demonstrates a new principle in the field of angular measurement but also greatly expands the applicability of triboelectric nanogenerator as self‐powered sensors.     

应变测量系统误差分析

电阻应变式传感器在实际工程中应用较广。介绍影响电阻应变式传感器精度的一些因素,并对其在实际应用中可能出现的问题进行全面细致的分析。分析电测试验中应变片粘贴质量、非线性及导线长度、温度、不同组桥方式对测试结果所产生的影响,修正了导线电阻引起的误差,大大提高了测量精度,得出了应变电测试试验中减小误差的方法。