EPS用立式扭矩传感器的电磁分析

扭矩传感器是汽车电动助力转向系统（EPS）中的核心部件,根据电磁感应原理设计了一种新型立体磁电式扭矩传感器,首先介绍了传感器的圆柱式结构及工作原理,然后采用Ansoft Maxwell对传感器的电磁感应系统进行建模,通过静态分析,得到在使用电流为100 mA时系统磁场分布状态及静态输出电压,并利用瞬态模块模拟传感器工作过程,得到其动态输出信号为幅值随系统相对位置做呈正弦变化的高频感生电压,最后根据输出信号的特点设计了相应加法检波处理的原理电路。     

螺旋叶片转子超声电机运动特性分析与测试

为了提高超声电机的疲劳寿命及驱动能力,提出一种利用郎之万振子纵向振动与螺旋形叶片转子相结合构造的旋转型超声波电机结构,从转子叶片受振动端面的纵向振动作用出发,分析了叶片接触点的运动轨迹方程,并对该电机的驱动机理及转子运动特性进行了理论分析,得到了电机驱动力、驱动力矩、瞬时转速与平均转速与电机参数之间的关系;制作试验样机并进行了实验测试,获得了振子端面振幅、预紧力与电机空载转速、扭矩之间的关系;当驱动电压为220 V,振子端面振幅为11.15·m;预紧力为150 N时,最大空载转速为147 r/min;预紧力为250 N时,扭矩最大为225 N·mm。     

捷联寻北系统自动调平方法研究

为了满足捷联寻北调平系统自动化、智能化的要求,提出了一种转台自动调平方法。选用双轴倾角仪采用差分测量的方法获得转台倾斜角,根据旋转坐标变换由转台倾斜角度计算出转台倾斜支腿的高度,分别根据转台中心点不动和最高点不动的调节策略升降转台支腿,调平转台。仿真计算结果表明,最高点不动的调节方案具有较好的调节效果,采用最高点不动的调节方案,在支腿之间距离为350 mm,丝杆最小调节距离为2μm时,转台X轴和Y轴方向的调节精度分别为2.0"、1.7",满足捷联寻北系统的调平精度要求。该自动调平方法操作简单,调节精度高,可应用于光电经纬仪等带有铅垂轴系转台的高精度光电设备自动调平中。     

阀控式铅酸电池带肋铜芯端子的设计

为提升阀控式铅酸(VRLA)电池端子的破坏扭矩值，设计带肋铜芯。将带肋铜芯置于端子的铅基内，再经压铸工艺，制造出带肋铜芯端子。M8、M6型端子的破坏扭矩值分别在35.0 N·m、27.0 N·m以上。用电动螺丝刀(扭矩为0～50 N·m)安装不锈钢螺栓，待紧固后，连续保持3 s,铜芯不会跟转，说明紧固效果得到提高，证实带肋铜芯端子设计的科学性。     

基于CC2430的水轮发电机组无线振摆监测系统研究

针对现有水轮发电机组振摆监测系统永久性结构模式问题,构建了基于CC2430的水轮发电机组无线振摆监测系统。给出了系统的体系结构和工作流程;设计基于CC2430模块的无线传感器节点;详尽给出系统能源、信号同步及采样精度测试等关键技术的解决方案;为中小型水轮发电机组状态监测提供了一套方便、实用可靠、低成本的无线监测系统。     

装配扭矩对PEMFC性能的影响

建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)的三维模型,通过有限元法分析不同装配压力下电池的形变和应力分布情况,研究不同装配扭矩对PEMFC性能的影响,得到该电池模型较好的装配扭矩范围。数值模拟得到螺栓装配会导致电池产生一定程度的翘曲变形,电池的变形是不均匀的。在装配扭矩为6～7 N·m时,流道与GDL接触区域的应力分布更均匀。在不同装配扭矩下,对电池进行性能测试,验证分析得到,当装配扭矩为7 N·m时,PEMFC性能最佳。     

一种测量精度可调的角度传感器研究

针对常用的光电式角度传感器无法调节测量精度而难以适用多种场合的问题,设计了一种新型测量精度可调的角度传感器及其信号处理电路。角度传感器包括感应转盘、转轴、霍尔传感器和精度控制开关,其中感应转盘随转轴一同转动,感应转盘上设置多个磁感应器,磁感应器通电后产生磁场,当转轴转动后磁感应器经过霍尔传感器的位置时,霍尔传感器输出相应的电信号,通过信号处理电路即可实现对应角度信号的检测。当需要调节测量精度时,通过精度控制开关可以改变磁感应器的通电状态,从而实现角度测量精度的调节。最后通过实验验证了设计的角度传感器测量原理的正确性。     

基于故障注入的列车无线传感器网络可靠性测试系统

可靠性是制约无线传感器网络在列车中应用的关键因素,需要在设计开发阶段测评列车无线传感器网络的可靠性。对此,设计了基于故障注入技术的列车无线传感器网络可靠性测试系统。这一系统可以模拟列车运行中的各种故障,注入无线传感器网络,同时收集运行数据,进而评价无线传感器网络的可靠性,对无线传感器网络的结构、协议、算法等进行有针对性的改进。通过测试验证了这一系统的有效性。     

基于多传感器融合的高精度温度监测系统设计

针对在复杂环境下的温度参数高精度测量的需求,设计了一种基于多传感器融合的温度参数监测系统。以STM32单片机作为主控芯片,使用了铂电阻和数字式两种温度传感器,设计了带反馈的高精度电压基准电路来保证铂电阻传感器电桥输出数据的稳定性,用多个传感器融合方式可提高测量系统的抗干扰性,结合无线通讯模块,可以满足系统远距离监测的设计需求。实验结果表明,该系统测量精度可以达到±0.1℃,而且结构简单,可靠性好,易于改装,在工业领域环境监测方向具有广泛的应用前景。     

基于插管式的升降结构浅地层温度监测系统

针对目前插管式地层温度监测方式的传感器数量过多导致故障率高且精度差等缺点,设计了采用基于插管式的升降结构监测系统。该系统基于STM32F103VET6微控制器的地面终端控制升降结构控制器升降测量头,测量头基于MSP430单片机采用新型MS5837-02BA传感器获取数据,在保证稳定性的同时提高测量精度。基于物联网技术通过SIM900A模块以GPRS数据链上传至服务器长时间保存,便于用户随时调取数据。经多次测试该系统测量方式能够在任意浅地层获取精确温度数据,充分证明了该系统的可行性与稳定性。     

非接触式旋转轴扭矩测量现状

新型扭矩传感器的开发一直是国内外众多专家学者研究的重点。但近年来,非接触式旋转轴扭矩测量装置的研究成为扭矩测量的一个重要研究方向。从介绍一般性扭矩测量入手,在分析了非接触扭矩测量的应用需求之后,发现非接触扭矩测量技术的突破性发展为实现不间断、高可靠性、高动态性扭矩测量提供了关键性的解决方案,同时极大的提高了对被测装置控制的准确性;在此基础上,进一步归纳得出两种实现非接触扭矩测量的关键技术,分别是：无线信号传输和特殊扭矩敏感材料的使用,并通过最新扭矩测量工程实例予以证明和解释。最后,对非接触式旋转轴扭矩测量今后的发展进行展望。     

直流电机型力促动器的控制系统设计

设计了一种基于直流电机驱动的力促动器控制系统,并进行了检测。该系统以TMS320F2812为控制核心,通过高精度模数转换芯片AD7656采集传感器LoadCell输出的力信号,通过DAC7744输出模拟控制信号给电机驱动芯片OPA548驱动直流电机转动;该系统采用双闭环控制策略,其中,内环电流环采用PI控制器,并基于模拟硬件电路实现,外环力控制环采用自抗扰控制算法,在DSP内通过软件实现,给出了软件算法实现的流程,及参数整定方法。实际测试结果表明:该控制系统具有良好的响应特性,抗干扰能力强,稳态精度高,在±100 N测量行程内,10 min的稳态精度优于20 mN,并且电控系统具有很小的发热量,满足主动光学实验系统的要求。     

有限转角力矩电动机转矩分析和优化

提出并设计了一种5N·m直流有限转角无刷力矩电动机,对该电动机的基本结构进行了研究,给出了电磁转矩的计算方法,使用Magnet软件对电动机主要参数进行优化设计,进行了样机试制.样机测试结果表明,该电动机输出力矩大,可满足精密焊接设备直接驱动器的要求,具有比较重要的应用前景.     

基于ARM的无线温度测控系统设计

为了解决基于总线结构分布式温度测控系统的缺点,提出了一种基于ARM处理器的无线温度测控系统的设计方案.利用数字温度传感器DS18B20、单片机和无线通信模块构成温度测量节点,通过ARM进行数据处理及显示.介绍了温度传感器DS18B20和无线通信模块PTR2000的工作原理,并给出了系统的硬件结构及软件流程图.     

基于CC2430的分布式无线温度测量系统设计

介绍了基于CC2430IEEE802.15.4/ZigBee片上解决方案、C语言和DS18B20数字温度传感器的分布式无线温度测量系统的设计,并对实际系统进行了测试。本设计针对有线温度测量系统布线带来的诸多不便,将ZigBee低功耗无线传输技术应用到分布式温度测量,实现了多点分布式温度测量并有效收集测量数据。分布式无线温度测量系统可以方便的布设到已建设完成或正在建设之中的应用场所,易于使用和维护。     

基于钴基非晶带GMI效应的闭环磁场传感器设计

利用钴基非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了该传感器的信号处理以及负反馈电路。通过负反馈方法组成闭环系统,提高了传感器的测量范围、线性度等性能。对传感器性能进行了测试,实验结果表明:在-260~+260 A/m磁场范围内,传感器线性度为0.57%,灵敏度为3.23m V/A·m-1,满量程输出1.68V。本传感器可应用于地球磁场、环境磁场等微弱磁场检测领域。     

永磁同步交流牵引系统LQG／LTR控制研究

针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真。仿真结果表明,在参数扰动±5%时,系统具有较强的鲁棒性。提出了基于DSP平台的永磁同步交流牵引LQG/LTR控制系统实现方案。试验结果表明,在系统噪声和测量噪声存在的情况下,使用LQG/LTR控制器的交流永磁同步交流牵引系统,比使用传统的PID控制系统具有更好的动态响应及鲁棒性。     

无线传感器网络的协同适应休眠介质访问控制协议

无线传感器网络通常部署在不可到达或危险区域，其能量十分有限。因此，无线传感器网络以节约能量和自我配置为主要目标。本文介绍一种为无线传感网络设计的介质访问控制协议S-MAC，它采用公用休眠时间表、通信量自适应唤醒、串听避免、消息传输等几种新技术来减少能耗并支持自我配置，使得在多跳网络中的低占空比操作成为可能。测量结果表明，S-MAC能节约大量能量。     

基于ZigBee网络的室内甲醛浓度远程实时监测系统设计

针对现有家用甲醛检测手段中存在的测量点单一,无法远程监测的问题,设计了一种基于无线传感器网络ZigBee的室内甲醛浓度远程实时监测系统,给出了整体系统的构建方案,构建了甲醛浓度检测的无线传感网络,通过ZigBee网络实现对家庭空间中多个测量点的实时采集,经过网络远传后通过LabVIEW监测程序实现数据的远程实时显示。经过测试,完成了对家庭环境中多个测量点的室内甲醛浓度的远程实时监测,验证了系统的可行性与可靠性。