倾角传感器的可靠性设计

文章针对倾角传感器的可靠性进行了分析,通过将可靠性设计的基本原则融入传感器的整个研发、生产过程来提高其可靠性.文中重点叙述了传感器硬件设计、软件设计、结构和工艺的可靠性设计.通过用户在使用过程中收集的传感器可靠性信息,以及根据特定方法实施的可靠性评估,进而改进传感器的设计、工艺、结构、使用和维护方法,使得倾角传感器的整体可靠性设计形成闭环,达到提高传感器可靠性水平的目的 .     

一种无线传感器网络及MAC协议设计

支持无线传感器网络的关键技术包括支撑传感器节点工作的操作系统平台设计,以及节点之间的无线通信网络系统设计.本文以当前的普适计算与无线传感器网络的研究为背景,以解决无线传感器网络的关键技术为核心,提出了一种新型的无线传感器网络的应用系统结构的设计,以及传感器节点的设计,并研究了无线传感器网络的MAC层协议的设计准则.     

基于SOC/IP的智能传感器设计研究

提出了基于SOC/IP的智能传感器的设计方法.在分析传感器IP功能复用基础上,设计了构成智能传感器芯片的数据采集、信号处理、数据通信、人机界面、任务调度等一系列IP核模块.通过在FPGA及ARM7微处理器上的硬件实现仿真,验证了设计方法的正确性.利用IP功能复用,只需重新设置任务调度IP核,就能设计出用于各种传感器的智能化片上系统,构成智能传感器.     

基于CAN总线的网络化车传感器的研究与设计

网络化传感器是传感器发展的又一方向.讨论了全控制局域网(CAN)网结构,介绍了网络化汽车传感器的设计,给出了设计的总体框架和基本结构.详细地讨论了汽车传感器CAN网络接口的设计,结合具体的硬件结构框图和电路图来说明接口软件的实现.该设计方案具有很强的通用性.     

一种无线传感器网络的设计

介绍了一种小型的无线传感器网络的设计,并具体描述了节点的硬件和软件的设计过程.并为研究大型无线传感器网络提供了一个实验平台,利用本系统配制不同的传感器可以形成用途不同的无线自组传感器网络.     

空间大型机械臂末端12维传感器设计及应用

针对空间大型机械臂,设计了12维传感器,在6维力/力矩传感器基础上一体化设计了6维加速度传感器,并集成了基于FPGA(现场可编程门阵列)的高速多通道数据采集系统.采用最小二乘法和静、动态标定方式对力矩和加速度传感器分别进行了标定.设计的传感器具有维间耦合小、集成度高、易于安装、可靠性高等优点.最后,将设计的12维传感器安装在大型机械臂末端,进行了残余振动抑制试验.实验结果表明,利用此12维传感器的加速度信息,可有效地补偿惯性力、抑制机械臂末端的残余振动,设计的传感器合理可行.     

法兰式张力传感器的应用介绍

文章介绍了一种法兰式张力传感器,简述了该种传感器的应用场合,及其目前常见的两种主要的结构及区别.介绍了传感器的核心零部件——弹性体的设计原理及设计通用原则,通过有限元软件的分析计算,对该弹性体的设计合理性进行了分析和论证,结果符合设计要求.对影响传感器性能的其他4个设计要点做了说明,并对传感器安装使用的注意事项做了介绍,避免由于安装问题导致传感器的损坏或测试性能不良.介绍了被测辊轮和导向轮之间的3种不同的排列方式,分别对每一种排列方式的张力计算公式进行了介绍.     

一种小型光电式力传感器的研制

以扑翼飞行机器人飞行动力性能测试应用为目标,研究了一种高灵敏度小型(满量程50N)力传感器的设计方法.基于红外光电二极管具有响应速度快、线性范围宽、安装方便、接口电路简单等特点,设计了一种光电式力传感器.对设计的弹性体进行了力-应变有限元分析,试制了传感器样机并进行了传感器静态性能测试.测试结果表明,设计制造的光电式力传感器的非线性度小于0.3％,具有较高的综合性能.     

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.     

基于电涡流效应的AGV导引传感器设计

设计了一种基于电涡流效应的自动导引车(AGV)导引传感器.该传感器利用电涡流原理,根据电感/数字转换器LDC1000采集外接线圈上的等效电阻的变化,得到传感器中心与金属胶带中心之间的偏移距离.详细介绍了系统硬件构成.在室内工作区域内铺设轨道上,对所提出的AGV导引传感器进行了实验测试,通过对实验数据分布特性图的分析结果证实了所设计传感器的可用性.所设计的传感器可用于AGV的导引,且具有高精度,易构建,易维护等特点.     

基于Pt100铂热电阻的测温电路设计

针对传统的铂热电阻测温方式存在测量结果受线路阻抗影响有误差、电路接线复杂的问题,设计了一种基于Pt100铂热电阻的测温电路;详细介绍了该电路的硬件设计及参数计算。该电路采用差分方式消除线路阻抗引起的测量偏差,并通过改变电路内参考电压的方式调节测温范围。仿真结果验证了该电路设计的合理性与可靠性。     

基于FPGA的高速物体测速系统设计

目前对高速运动物体常用的测速方法基本上都要用到传感器,由于传感器的本身动作延迟大多在微秒量级,在物体高速运动情况下所测速度的误差必然比较大,因此传统的测速方法达不到应用要求;笔者设计了一种基于FPGA的高速物体测速系统,避免使用传感器,使系统的总体误差减小到0.00828%左右;该速度测量系统设计,以QuartusⅡ为软件平台,采用模块化设计并通过数码管驱动电路动态显示最终结果;该测速系统具有精度高、外围电路少、集成度高、可靠性强等特点。     

一种差动电容式加速度传感器设计的理论研究

设计了一种差动式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并通过电容的推导计算对其进行了特性分析。对检测电路的结构进行了分析,给出了典型电路结构,推到了电路参数及性能;本设计具有电路结构简单,频率范围宽约0～500Hz,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测量误差小等优点;通过实验,各项性能指标满足设计要求。     

平行双关节坐标测量机的精度设计

平行双关节坐标测量机是一种新型非正交坐标测量设备,具有结构简单,精度高,便携等优点。文章首先介绍了平行双关节坐标测量机的测量原理,然后分析了影响仪器测量精度的误差源及误差源的可能修正精度,计算了仪器测量总误差。根据仪器设计精度进行了误差分配,并对误差分配进行了仿真计算,总结了仪器误差分布规律。本文的研究为指导测量机的结构设计和标定提供了依据,为实现平行双关节坐标测量机的测量精度指标提供了扎实的理论基础。     

植入式葡萄糖传感器的模拟分析

介绍一种植入式葡萄糖传感器的模型。对糖尿病患者的血糖或组织糖浓度的连续监测是生物传感器的重要应用。由于影响传感器设计的因素很多,反复实验优化传感器的研究是很耗时的。使用此模型,对传感器测量特性(校正曲线、测量范围,灵敏度)与传感器设计参数(几何形状,尺寸)的关系进行了模拟。使用系统的计算模拟方法可以对植入葡萄糖传感器特性优化。     

一种矿井巷道断面瞬时监测系统设计

针对矿井巷道断面人工测量方式费时费力、误差大以及现有巷道断面测量仪检测速度慢、无法实现上位机实时监测等问题,提出了一种基于PLC和ZigBee网络的矿井巷道断面瞬时监测系统的设计方案。该系统中,PLC输出2个6 400个/s的高速脉冲序列,分别用于控制步进电动机旋转和驱动脉冲式激光测距仪测距;HC0,HC1高速计数器分别对2个脉冲序列计数;步进电动机步进角设置为0.45°;激光测距仪旋转1周后,PLC计算出巷道断面的周长和面积,并将计算结果通过ZigBee网络发送至上位机进行实时显示。实验结果表明,该系统每隔10s更新显示巷道断面的周长和面积,周长测量的相对误差不超过0.5%,面积测量的相对误差不超过0.9%。     

一种矿用锚杆(索)长度无损测量方法

针对现有锚杆(索)长度检测方法操作复杂、检测精度低等问题,提出了一种基于磁致伸缩导波技术的矿用锚杆(索)长度无损测量方法,介绍了锚杆(索)长度测量原理、测量系统的设计方案以及测量操作方法,在实验室环境下完成了系统速度标定以及混凝土结构中的锚杆长度测量。实验结果表明,该方法的最大测量误差为2.66%,平均测量误差为0.33%,满足现有煤矿锚杆(索)长度测量应用要求。     

基于融合模型的高精度倾角测量系统设计

针对现有倾角测量在宽范围内误差大的问题,提出了一种基于融合模型的高精度倾角测量系统设计方案,首先通过测量误差机理分析建立双MEMS加速度计的融合模型,再拟定标定方案确定模型相关参数,最后对硬、软件进行设计,可实现0~360°内角度的高精度测量。经高精度转台对比实验验证,该设计系统具有功耗低、宽测量范围内精度高等优点,能够实现在宽范围（0~360°）的高精度测量,且测量精度达到±0.05°。     

Study of a noncontact type micro-CMM with arch-bridge and nanopositioning stages

A high precision micro-CMM (coordinate measuring machine) is under development. The expected measuring range is 25×25×10 mm and the resolution is about 1 nm. For the enhancement of machine accuracy, some new design concepts are introduced. The arch-bridge is proven to have higher stiffness than the conventional rectangular bridge. The proposed co-planar stage can reduce the Abbé error in the vertical direction. The long travel of each axis is activated by the piezo-ceramic ultrasonic motor with its AC drive mode. The fine positioning is achieved by the same motor with its DC drive mode, which can perform nanometer steps proportional to the input voltages. A linear diffraction grating interferometer (LDGI) is developed as the position feedback sensor with the resolution to 1 nm after the waveform interpolation. The autofocusing probe is adopted from DVD pickup head and modified to achieve long-range and short-range detections. Using its focus error signals (FES), the probe can reach to 30 nm accuracy in the short range. In this paper, the design principles of the developed micro-CMM are described.     

输送带上煤含水率检测装置设计

针对煤矿在利用输送带运输煤炭的过程中容易发生煤自燃的问题,提出了一种输送带上煤含水率检测装置的设计方案,介绍了装置的硬件和软件设计。该装置利用微波透射法,通过测量微波功率衰减得到煤的含水量。标定实验证明该装置具有误差小、测量精度高的优点,为煤矿测量输送带上煤含水率提供了一种有效方法。