数字倾角仪的非线性补偿及抗干扰技术

针对某高架平台对倾角仪测量精度高、数据传输距离长、抗干扰能力强的使用要求,研究了Accustar串行式倾角仪的传感器特性、硬件连接和数据采集方式。通过实验标定获取数据对倾角仪非线性误差进行了软件补偿,并为长线传输设计了隔离驱动电路。实际应用证明:补偿后倾角仪非线性误差从0.9%下降到0.1%,平台在较强电磁干扰的环境下仍满足±0.05°的定位精度要求。     

基于微加速度传感器的倾角传感器

阐述了倾角传感器的应用领域及应用要求,指出了目前倾角传感器存在的问题。分析了倾角传感器的测量原理和计算方法,提出了一种角度分段算法,并通过零位标定补偿微加速度传感器固有的零位偏差。介绍了SYTS倾角传感器的软硬件系统,通过在混凝土泵车上的试用证明SYTS倾角传感器是一款满足工程机械特定要求的倾角传感器。     

轴对称扭环型称重传感器的力学特性与简易计算

20世纪80年代中期,为提高称重传感器的准确度和耐受非常恶劣环境条件的能力,德国SCHENCK(申克)公司研制出轴对称扭环型称重传感器,HBM公司和EHP公司研制出轴对称弯曲环型称重传感器,在普通和特种电子衡器中得到较为广泛的应用.本文在测试、应用这两种称重传感器的基础上,介绍了轴对称扭环型和弯曲环型弹性元件的工作原理...     

便携式人体生物电传感器

随着微电子技术的发展,采用低成本便携式设备在常态条件下测量人体生物电信号的应用日渐广泛。这类设备的关键技术之一是设计满足特定需求的传感器。针对这种需求,分析设计中遇到的主要问题及其应对措施,设计了一种由有源电极与前置放大器结合构成的人体生物电传感器。该传感器体积小、功耗低,能够满足电池单极供电的设计要求;抗干扰能力强,能够在较为恶劣的电磁环境下工作。经过Pspice软件仿真和实际测量验证表明:该传感器能够放大得到满足特定需要人体生物电信号,为后续的信号采集和处理奠定了基础。     

基于光纤法布里珀罗干涉的扭矩测量方法研究

在动态条件下,获取准确的传动轴扭矩测量数据是评估传动轴健康状况和运行状态的重要手段之一。传动轴扭矩测量经常伴随着震动、高温高湿以及强电磁等恶劣环境,考虑到电类传感器有漏电、电火花以及难以在强电磁干扰环境下工作等问题,本文提出了一种基于非本征光纤法布里珀罗干涉技术的扭矩测量方法。阐述了光纤传感器的工作原理,给出了传感器的安装方式,搭建了扭矩测量平台并对传感器的性能进行了实验验证。实验结果表明,传感器灵敏度为(0.224±0.06)μm/Nm,与理论具有很好的一致性。本文提出的测量方法在传动轴扭矩测量中具有测量动态范围大、测量精度高和实时快速的优势。     

BP神经网络在倾角传感器数据融合中的应用

针对电解质型倾角传感器对倾角和温度的交叉灵敏度问题,采用BP神经网络法对其输出电压进行数据融合,以消除温度对电解质型倾角传感器的影响。通过实验标定了传感器在各种温度环境下的电压输出,构建了神经网络对其进行数据融合。结果表明:该方法能很好地抑制倾角传感器的交叉灵敏度,提高了其测量准确度。适合高精度要求下平台倾角测量。     

桥梁线形测量系统研究与实现

针对大跨度桥梁健康监测中的桥梁纵断面线形测量需求,设计了一种适合室外工作环境的高精度倾角测量系统。该系统通过倾角传感器对桥梁倾角进行差分测量,微控制器对倾角信号进行过采样,并对测量数据进行零点校正、温度补偿等处理,对通信接口电路进行抗雷击设计。通过测试比对,该桥梁线形测量系统具有精度高、抗干扰能力强、性价比高等特点,能满足实际桥梁线形测量需求。     

用于胶带机火灾监控的形状记忆合金温度传感器

为了监测和预防胶带输送机火灾事故,研制了一种用于托辊超温和环境超温监测的形状记忆合金温度传感器变送器,该传感器具有性能可靠稳定,抗干扰能力及环境适应性强,安装方便,寿命长等优点,特别适于在井下等恶劣环境中的使用。     

全姿态光纤陀螺井眼轨迹连续测量仪研究

在油气井井眼轨迹测量中,针对传统磁通门磁力计无法在套管井、铁矿井等受磁场干扰或无磁环境下测量的问题,研制了一种新型小口径全姿态井眼轨迹连续测量仪.系统采用了新研制的小口径精密三轴一体化光纤陀螺和3个石英加速度计作为核心传感器,为克服高温恶劣环境对仪器测量精度的影响,提出了加装保温瓶、置入吸热材料、对传感器采用小波神经网络进行温度漂移辨识与补偿的方案.给出了系统方案、轨迹测量算法、漂移误差估计与补偿算法.测试结果表明:该系统倾角测量范围为0°～180°,井斜方位为0°～360°,井斜方位精度优于±3°,倾角精度优于±0.15°.系统能够有效解决在无磁或磁干扰等环境下的轨迹连续测量问题,其全姿态测量特点使其亦适用于日益增多的水平井测量,具有广阔的应用前景.     

数字式重量传感器在浮式起重机上的应用

针对浮式起重机必须满足恶劣作业环境下的安全与稳定特性,提出数字式重量传感器的设计方法,介绍了其内部结构及主要技术参数,阐述了该传感器在大型浮式起重机上的应用特性。     

一种倾角及温度同时测量的光纤传感器

叙述了一种用于倾斜角及温度同时测量的传感器。该传感器由光纤锥和光纤布拉格光栅构成,当传感器倾角发生改变时引起光纤锥的通光损耗改变,通过测量通光损耗的变化而测量倾角,通过测量光纤光栅的反射波长的变化而实现温度测量,此外光纤布拉格光栅还有提高倾角测量灵敏度的作用。     

基于ADUC816单片机的倾角传感器应用设计

本文介绍了EZ-VIB-3000-005型单轴倾角传感器的工作原理，并运用该传感器和ADUC816单片机设计了一种数字倾斜仪，该设计已经由实验验证。     

双轴倾角传感器测试台的设计与实现

介绍了采用日本东方电机公司的五相步进电机的两维精密角位移测试台的设计,详细介绍了测试台的构成以及五相步进电机驱动器、微控制器系统、高精度双轴倾角传感器等部件的设计。实验验证了该测试系统的可行性。     

On-Machine Measurement of the Straightness and Tilt Errors of a Linear Slideway Using a New Four-Sensor Method

Although there are some multi-sensor methods for measuring the straightness and tilt errors of a linear slideway, they need to be further improved in some aspects, such as suppressing measurement noise and reducing precondition.In this paper, a new four-sensor method with an improved measurement system is proposed to on-machine separate the straightness and tilt errors of a linear slideway from the sensor outputs, considering the influences of the reference surface profile and the zero-adjustment values. The improved system is achieved by adjusting a single sensor to di erent positions. Based on the system, a system of linear equations is built by fusing the sensor outputs to cancel out the e ects of the straightness and tilt errors. Three constraints are then derived and supplemented into the linear system to make the coe cient matrix full rank. To restrain the sensitivity of the solution of the linear system to the measurement noise in the sensor outputs, the Tikhonov regularization method is utilized. After the surface profile is obtained from the solution, the straightness and tilt errors are identified from the sensor outputs. To analyze the e ects of the measurement noise and the positioning errors of the sensor and the linear slideway, a series of computer simulations are carried out. An experiment is conducted for validation, showing good consistency. The new four-sensor method with the improved measurement system provides a new way to measure the straightness and tilt errors of a linear slideway, which can guarantee favorable propagations of the residuals induced by the noise and the positioning errors.     

全量程无线倾角传感器

倾角测量广泛地应用于诸多工程领域,该文针对基于MEMS加速度传感器进行倾角测量量程受限问题,设计了由双轴加速度传感器、无线射频模块等组成的全量程无线倾角传感器,通过挂限判别实现了0°～360°全量程的倾角测量,并采用二次最小二乘法进行输入输出特性建模。试验结果表明,倾角传感器在全量程范围内测量精度为±0.21°。     

基于传感器数据融合的倾斜角度测量方法研究

倾斜角度的测量精度直接决定了状态控制系统的工作效果。在单一传感器测量倾斜角度的研究基础上,探讨了传感器数据融合技术用于倾斜角度测量的方法。首先分析基于加速度计和陀螺仪测量倾斜角度的原理,并研究加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性;然后根据加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性选定互补滤波器作为数据融合的方法;最后选定量子粒子优化群(QPSO)算法作为互补滤波器的参数寻优方法,并对比量子粒子优化群算法和粒子群优化算法的参数寻优效果。实验结果表明,互补滤波器可以在广泛频域范围内准确测量倾斜角度值,并且量子粒子群优化算法相对于粒子群优化算法具有更好的参数寻优效果。     

新型加速度传感器在倾角测量中的应用研究

详细介绍了新型三轴加速度传感器MMA7260Q的结构、工作原理及其功能.测试了此加速度传感器敏感轴随倾斜角度变化的输出特性,并利用其感受重力加速度在传感器三自由度上的大小,测量物体倾斜角的大小.推导了该传感器的计算公式,并介绍了MMA7260Q与MSP430单片机的接口电路.     

空间光学遥感器精密调焦机构设计与试验

外界环境变化会引起空间光学遥感器产生离焦现象,导致遥感器成像质量下降,需要设计调焦机构来解决离焦问题。从保证遥感器成像质量和轻小型化的角度出发,详细介绍调焦机构的调焦方案、工作原理和系统组成,提出由双滑块机构实现调焦功能的新型调焦机构;对调焦机构的精度进行理论计算,得到该机构的定位精度和调焦镜的倾斜角度误差均满足设计指标要求。对环境试验前后的机构进行精度测试,试验结果表明,机构定位精度0.006 mm,调焦镜的最大倾斜角为16.5″,满足光学设计指标要求。理论分析和环境试验结果充分表明,该调焦机构具有结构稳定,定位精度高,环境适应性广泛等特性,在复杂多变的环境条件下能够满足空间光学遥感器精确调焦的目的。     

外磁场方位及磁珠位置和团聚对巨磁阻生物传感器检测的影响

实现GMR生物传感器对磁珠及其偶联的生物分子的定量检测,必须考虑磁场方位及磁珠位置和磁珠团聚对检测方法的影响。本文首先利用Comsol软件模拟了这3个因素对GMR传感器输出信号的影响,模拟结果表明,外磁场倾斜、磁珠位置偏离电阻条中心和磁珠团聚均会使信号减小,其中外磁场倾斜影响尤甚;当外磁场倾斜为0.5°时,磁珠的信号会减小80%。为了与模拟结果进行比对,制备了与模型相同的线宽为5μm的GMR生物传感器,并测量了输出信号与磁珠覆盖率的关系。测试结果显示,二者呈线性趋势,但与线性关系存在一定程度的偏离。另外,当磁珠覆盖率为23.6%时,实验测得的信号为63μV,比模拟结果的247μV偏小。实验显示这两种偏差均源于前述3个因素对GMR信号的影响。因此,用GMR传感器对磁珠进行定量检测时,为使信号大小与磁珠个数呈线性关系,应保证以下测试条件:外磁场尽可能垂直于传感器平面;测试过程中外磁场倾斜角不能变化;设法使磁珠集中于电阻条中间区域;尽量保证磁珠不团聚。