基于对称恒流的应变调理技术在超动态应变观测中的应用

应变仪作为应变信号调理器,应变仪是应变电测方法最主要设备之一。惠斯登电桥是应变仪常用的应变调理电路,具有测量精度高、灵敏度好等优点。在静态和动态应变测量中,惠斯登电桥法被广泛应用。但在超动态应变测量时,惠斯登电桥存在易耦合高频电噪声、高频信号信噪比差、测量频带窄等缺点。文中介绍了一种基于对称恒流激励的应变调理方法。与惠斯登电桥法相比,该方法能够更好地抑制高频电磁噪声、提高高频信号的信噪比和分辨率、拓宽应变信号测量频带,适合高频应变信号的调理。搭建了一套基于恒流应变调理技术的超动态应变连续测量系统。经实验测试,该系统具有宽频带、高信噪比等优点,在长时间连续高精度测量的条件下仍具有很好的可靠性和稳定性.     

基于球对称环型阵列传感器的扭矩测量系统

针对恶劣环境下机械转轴扭矩动态测量问题,利用交流电磁感应原理,采用球对称环型阵列器件和专门的磁电式检测器,构造一种新型的非接触扭矩测量传感器。文章设计了传感器的结构并对测量原理进行了分析,给出了测量系统框架结构。通过磁性钢球作切割磁力线运动,引起感应信号的周期性变化,实现位移信号到电信号的转换,得到了两路具有相位差的扭矩信号,对信号进行了放大、调相和整形处理,并给出了相应的方法和处理电路。     

浅谈应变测量中的动态标定

一、前言提高动态应变测量的精度及测试数据的可靠性,长期以来一直是应变测试技术所面临的问题。影响动态测试精度的主要因素是测试仪器的非线性误差、稳定性误差及频率特性误差等。其中频率特性误差受两方面的影响:一方面由于目前国内外动态电阻应变仪多采用交流载波放大形式。这样从电路本身就限制了它的频率特性,特别是在进行高频信号测试时,其误差将会更大(包括波形的失真和幅     

基于光纤传感器的扭矩检测系统

主机超负荷运转会降低轴承使用寿命,利用光纤传感器开发扭矩检测系统。设计STM32的扭矩测量系统,选择呈45°和135°的光纤传感器读取光纤信号,设计转速检测电路和光纤传感器信号调理电路,编写传感器数据采集和扭矩计算程序,利用扭矩平台验证检测系统。实验结果显示波长和转速识别精度分别为0.01 mm和1 r/min,恒扭矩检测的相对误差在1.6%以内。结果表明该扭矩检测系统能够满足应用需求。     

NiCr合金薄膜测力传感器设计制作与力学标定

为了满足切削力信号精确测量的要求,制作了两种结构的切削力测量用镍铬合金薄膜传感器样品、可调式改良应变测试仪桥盒,进行了传感器静力学标定与实际切削力测量试验。使用DASP 36通道振动与噪声信号采集分析系统与YD-15型动态电阻应变仪进行采集与读取测量时的电压信号与应变信号,将采集的应变信号经MATLAB转换为压力应变曲线图,将传感器应变、输出电压值与其对应的理论仿真值进行对比,结果表明测量值与其误差较小,两种传感器的力学测量性能良好。     

环形差动压磁式非接触动态扭矩传感器的研究与设计

为了提高动态扭矩非接触测量的精度和灵敏度,对一种基于非晶态合金压磁效应的环形差动式扭矩传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出了传感器的输出方程。通过试验,分析了这种扭矩传感器探头与轴表面的气隙对输出信号的影响,得出了最佳气隙范围。分别对轴表面附着和不附着非晶态合金层进行了动态转矩测量,对比分析了两种情况下的测量精度和灵敏度。试验显示,采用所设计的传感器,在轴表面附着非晶态合金层时,最大非线性误差为2.14%（满量程）,最大重复性误差为1.54%（满量程）,最大灵敏度为2.09mV/（N.m）。     

回转机械扭矩实时监测系统的研究

对回转机械设备扭矩进行动态测量,可以实现工况实时监控.通过高频无线感应电源实现扭矩传感器非接触能量供给,测量信号通过V/F变换、调频后由发射天线从回转轴发射到地面,地面接收天线接收后对信号进行调解、F/V变换,测得回转轴上的扭矩值,实现扭矩的实时监测,为转轴动力监测智能化、自动化奠定了基础.     

车辆扭矩与转速测试系统

扭矩和转速是检验各类动力机械传动系统是否达到设计标准的重要指标。采用应变电桥法和光电检测法设计了扭矩和转速传感器,详细介绍了基本结构与测量原理。利用嵌入式微处理器LPC2148与无线收发器nRF24L01设计的数据传输系统,实现了扭矩和转速数据的实时采集和传输,工作稳定可靠。在扭矩实验平台上对扭矩参数进行了校准和准确度测试,测量的相对误差小于0.26%;在实车测试中,对特定转速的车况进行了扭矩的测量,并给出了实验结果。     

乘用车半轴扭矩无线测试系统研究与性能试验

为了获取乘用车变速器载荷谱编制所需的载荷-时间历程,需要测量乘用车半轴在不同道路路面工况下的扭矩载荷信号。在分析乘用车行驶工况以及传动系结构特点的基础上,基于2.4G无线数据通信技术,利用STM32单片机作为系统主控制器构建了一套乘用车半轴无线扭矩测试系统,并以实车为样机,搭载该测试系统进行测量半轴扭矩的性能试验,通过分析该无线扭矩测试系统在两种不同道路路面工况下对扭矩载荷的测试结果,表明该测试系统设计方案合理可行、所测数据稳定可靠。     

轧机传动轴扭矩动态监测系统的研究

对轧机传动系统扭矩进行动态测量,可以实现工况实时监控.文中通过高频无线感应电源实现扭矩传感器非接触能量供给,测量信号通过V/F变换、调频后由发射天线从回转轴发射到地面,地面接收天线接收后对信号进行解调、F/V变换,测得传动轴上的扭矩值,实现扭矩的实时监测.     

微型汽车传动轴转矩测量方法研究

对一种微型汽车的传动轴道路行驶转矩信号测量方法进行研究。在该传动轴上粘贴对转矩敏感的应变计。通过进行静态标定试验,确定传动轴转矩与应变之间的关系式。采用无线动态应变仪进行应变测量,对安装该应变仪的传动轴进行动平衡。在海南汽车试验场进行道路行驶试验和动态应变测量。应用测量的动态应变信号和上述转矩与应变之间的关系式,计算传动轴在海南试验道路行驶工况中的转矩信号。对上述转矩信号的分析表明它们是合理的。所介绍的研究工作为确定车辆行驶的传动轴转矩信号提供一种实用方法。     

433MHz声表面波传感系统信号处理的研究

目前无源无线声表面波传感系统在测温、测压、测扭矩以及气体测量领域的应用越来越普遍,针对此类传感系统设计并实现了通用的信号处理系统,包括信号源、发射信号处理模块、接收信号处理模块与控制与回波信号处理模块。为了使信号处理系统的适应性更灵活,使用可编程逻辑器件进行电路配置、控制以及回波信号处理,最后通过系统测试证实了信号处理系统的可行性。     

一种轴扭转变形动态测量系统的设计及实现

设计并实现了一种以现场可编程门阵列（FPGA）为核心的相位差式的扭转变形动态测量系统。该系统以反射式激光测头和制作在旋转轴上的色标带构成敏感转速和作用扭矩的色标传感器,输出信号为脉冲和相位差。此外,以FPGA为核心构建了专用的鉴相、周期及相位脉宽测量模块。仿真、现场标定和实际测试表明,在0~2000N.m量程范围内,系统的综合测量精度小于0.5%满量程,能有效解决恶劣条件下高速转轴扭转角、扭矩及功率等动态测量问题。     

基于 BOTDR 散射谱的应变提取方法研究

针对布里渊后向散射原理的应变传感系统信号检测方法进行研究,目前该领域信号检测方法普遍存在计算量大,精度不高,耗时大等诸多问题,提出了一种自适应梯度下降算法(Adam算法)对布里渊散射信号进行拟合计算,同时搭建了外差相干检测的布里渊应变测量系统。实验结果表明,用Adam算法拟合散射谱曲线后解调的平均应变误差为24.89με,是高斯-牛顿算法拟合曲线最大应变误差的51.96%,是列文伯格-马夸尔特算法拟合曲线最大应变误差的57.42%;Adam算法拟合散射谱曲线的拟合度佳(0.998 9),均方根误差小(0.110 5)拟合测量的精密度高,而且信号处理时间仅为18.5 ms。研究结果对布里渊散射传感技术高精度数据特征提取提供了理论和实验依据。     

用动态光散射现代谱估计法测量纳米颗粒

为了解决目前动态光散射软件信号分析法采用的自相关和功率谱估计存在分辨率和方差较低,以及能谱泄漏问题,提出了基于现代功率谱估计的动态光散射信号分析法。对该系统所采用的现代功率谱估计算法和测量系统进行了研究。首先,介绍了动态光散射测量法涉及的光子相关光谱理论和散射光谱估计理论。接着,描述了基于现代功率谱估计的动态散射光谱法,特别是其中阶数p的计算方法。然后,介绍了测量系统,包括硬件部分的光学系统和信号采集处理系统,软件部分的系统开发流程。最后,对粒径分别为30、50、100nm的乳胶球标准颗粒溶液(透光率为96%)进行了实验。实验结果表明:现代谱估计分析法的测量均值误差和重复性误差的平均值分别为1.88%和1.62%,满足国标要求的均值误差和重复性误差2%。     

NQY3—1型农机扭矩动态无线遥测仪的研制

在工程中,对旋转轴的应力,扭矩测量的信号引出,大多数采用集流环。然而集流环存在着噪声大,精度低,可靠性差,寿命短等问题,尤其是转速高的场合,集流环引出信号非常困难。本文针对农机旋转轴的扭矩、转速,输出轴功率等参数的实时动态测量,采用数字脉冲编,译码的无线电遥控遥测,实现无接触,多参量,高精度测量。本文叙述了长春试验机研究所研制的ＮＱＹ３－１型农机扭矩动态无线遥测仪的研制开发思想,特点及测试结果。     

基于FPGA的圆光栅角度动态测量电路研制

文中针对静态测量的角度输出值无法表征圆光栅运动中当前时刻的位置这一问题,就圆光栅动态角度测量开展研究,在分析动态测角中延时误差的存在原因的基础上,提出了基于代数导数法的补偿方案。文中在FPGA上开发了适用于圆光栅动态角度测量的电路,重点阐述了电路中硬件资源和测量精度间矛盾的解决方案。搭建基于FPGA的动态角度测量电路验证系统,通过函数信号发生器产生变化的信号源来模拟光栅动态测角过程,实验结果证明,在各种运动工况下,补偿后的测量误差均处于-0.07″～0.07″范围内,证明了延时误差补偿方案对于圆光栅动态角度测量的有效性,能够有效提高动态角度测量精度。     

基于单片机的扭矩测量系统的设计

介绍一种基于单片机的扭矩测量系统。通过在弹性轴上黏贴电阻式应变片的方式制作出一个扭矩传感器,使用单片机AT89C51对采集的扭矩信号进行处理并通过LED数码管显示出来,从而实现在线测量扭矩的目的。文中详细介绍了模数转换器AD574芯片与单片机构成的模数转换电路,LED数码管的显示接口电路以及使用MAX232芯片实现与PC机连接的串口通信电路。     

一种微小电阻测试系统的设计

为了精确测试微小电阻,基于开尔文四线检测法,设计了一种精度较高的微小电阻测试系统。设计方案为：微小电阻施加稳定恒流源信号后,通过采用AD8221为核心的一级放大电路、巴特沃斯二阶有源低通滤波和二级放大电路,获取放大、去噪、平稳的电压信号,经由ADC采集转换后显示被测电阻的阻值。采用最小二乘法拟合曲线对系统测试数据进行误差分析,显示误差小于0.2%,表明该系统测量精度高,可用于精准测量微小电阻以及微弱信号调理放大的场合。     

面向运动力学测量的无线六维力传感器

针对目前六维力传感器普遍存在的体积偏大、操作繁琐、应用场景复杂的问题,设计了一种基于电阻应变原理的小型化无线六维力传感器。首先,基于十字横梁结构设计传感器的弹性体,并通过ANSYS软件进行结构静力学分析,确定了传感器的最优结构尺寸;其次,基于传感器小型化和无线传输的设计要求,设计了传感器的内部硬件电路,包括四等臂全桥电路、两级放大电路以及数据采集与传输电路,有效减小了传感器的体积,增强了灵活性;最后,设计并优化了静态标定方法及静态解耦算法,降低了传感器的维间耦合干扰,提高了测量精度。实验结果表明,该传感器室内无线传输距离达到8 m,传输速率满足中低频力信号测量,Ⅰ类与Ⅱ类误差均满足在高精度要求场合的使用。