基于伺服电机的流量标准装置换向器精度的研究

以气缸推动的方式实现换向器的换向会对流量标准装置的检定精度带来不利影响。针对热水流量标准装置的准确性和可靠性需求,研究并建立了一套连续同步可调触发的伺服电机驱动流量标准装置换向器换向系统,该系统有效降低了人工调节触发点对流量标准装置带来的误差。该研究通过对三组光电开关的设置完成了对换向器分流器挡片位置的运动监测,在此基础上研究了换向最佳转速。连续可调同步触发实验检定该换向器不确定度为0. 005%,验证了该系统的可靠性与可行性。基于伺服电机的换向器具有响应速度快、运动状态稳定、调节精度高的特点,较为明显地提升了换向器的性能。     

基于模拟电路方法的科氏质量流量传感器特性研究

提出了一种基于等效电路研究科氏质量流量传感器结构优化、动态响应的新方法.首先,基于测量管微元的力学平衡关系,构建了科氏质量流量传感器时域振动的数学模型.其次,基于振动模型构建了科氏质量流量传感器等效电路模型,并验证了等效电路的可行性.最后,通过研究等效电路,实现了科氏质量流量传感器在不同参数结构下振动响应的输出信号的获取,并得出科氏质量流量传感器灵敏度和固有频率随测量管长度L变化呈非线性反相关的结论,为科氏质量流量传感器的结构优化提供了新方法、新思路.     

超声流量计探头扰流影响的流声耦合研究

超声流量计测量过程中探头对流场的干扰是流量计系统偏差的重要组成部分,为探究超声流量计探头大小和结构设计所引起的扰流效应,计算实验室实流校准的修正系数,对超声探头扰流影响进行了流声耦合仿真,定量分析了声道速度分布、探头声压信号及其与实测速度之间的关系,得到了小口径流量计探头扰流的系统偏差;并利用分段加权平均的方式,进一步推导了更长声道长度情况下的探头扰流系统偏差.     

谐振式硅微结构压力传感器非线性振动特性研究

本文研究了谐振式硅微结构压力传感器在单频激励和双频激励情况下的非线性振动特性。利用多尺度法研究运动方程中三次非线性项对传感器频率特性的影响规律，提出了改善谐振式硅微结构传感器特性的方法以及在实现闭环自激系统时应采取的措施。     

一种谐振式加速度传感器及其设计

为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器。通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算。计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz。在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%。对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明：在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性。     

低噪声无偏置电压-电流变换器

为解决电压-电流变换器电路的直流精度、噪声性能和交流性能间的矛盾,提出了一种直流部分与交流部分相对独立的电路结构.以两个对称的单晶体管共基组态放大器为交流变换单元,将交流输入电压变换为交流电流分量.一对匹配的精密恒流源电路分别为两个交流变换单元提供恒流偏置.将两个交流变换单元的输出电流叠加,抵消偏置电流,即可获得无偏置交流电流.该电路利用运放获得优异的直流性能,但运放位于交流回路之外.交流信号回路中只有晶体管和无源元件,从而同时实现了良好的噪声性能和高频性能.     

激励脉冲宽度对加速度计冲击校准误差的影响

加速度计准静态校准要求激励信号的频率与加速度计谐振频率相比足够低,以减小校准误差.通过加速度计数学模型建立了激励加速度脉冲宽度、加速度计谐振频率和校准误差之间的关系式;针对Hopkinson杆冲击校准装置,理论计算和实验结果表明,激励加速度脉冲宽度决定于应力脉冲前沿宽度,受应力波弥散影响,而与加速度计安装座长度无关.为选用和产生满足要求的激励脉冲信号提供了依据.     

基于FPGA的科氏质量流量计数字闭环系统设计

设计一种科氏质量流量计(Coriolis mass flowmeter,CMF)数字闭环系统,实现CMF稳定闭环工作条件.采用高速数字电路以及现代信号处理技术取代了传统的模拟正反馈系统来实现CMF闭环控制,使CMF测量管稳定维持在简谐振荡状态.利用模拟数字转换电路(A/D)将传感器输出的信号完整采样,借助现场可编程器件(FPGA,Field Programmable Gate Array)对信号进行分析与处理,根据信号特性进行相应的数字滤波、幅值解算,实现CMF闭环系统的幅值增益和相位的精确控制.实验结果表明:该数字闭环系统具有动态特性好、稳定性好等优点.     

DSP在科氏质量流量计中的应用

介绍了将DSP用于科氏质量流量计信号处理、解算的全新的设计思路.利用高速并行A/D将信号完整取样,借助DSP芯片的较强运算能力对信号进行深入地分析与处理,精确计算两路信号的相位差,进而解算出流体的质量流量和密度,辅以单片机实现系统的控制与显示.文中给出了系统的硬件电路结构和关键软件的设计流程.实验结果表明:该系统有效提高了系统的零点稳定性和测量精度,缩短了系统的响应时间.     

MEMS压力传感器原理及其应用

MEMS压力传感器是基于MEMS技术的小型化、低功耗、低成本、高准确度的压力测量器件,广泛应用于各行业领域。本文首先介绍了压阻式、电容式和谐振式压力传感器的工作原理,然后研究了三种压力传感器的关键技术,并针对应用做了简要分析,最后给出了MEMS压力传感器研究方面的几点建议。