基于热膜探头的新型气体流量传感器研究

基于热膜探头的热传递原理,设计了一种新型的气体流量传感器.首先研究了在不同环境温度和电流下热膜探头的温度特性,确定其工作电流.然后分析热膜探头中测量电阻和补偿电阻之间的关系,设计了具有温度补偿功能的气体流量传感器电路,减小了环境温度对气体流量测量的影响.最后根据气体流量标定实验数据,建立了流量传感器的数学模型.实验结果表明,该气体流量传感器具有较好的一致性,测量精度优于0.8%,流量量程比达100∶1.     

基于微流量气体传感器的数据采集系统

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行H2浓度数据采集,设计了信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经放大电路送入微处理器S3C44B0中进行后续处理,完成H2浓度的数据采集与显示.理论研究和实验表明:该数据采集系统克服了传统热导传感器检测误差大、环境温度补偿困难等诸多问题,具有广阔的应用前景.     

基于STM32F4在线红外气体分析仪研究与开发

通过对常见气体检测原理的对比性分析,选定基于红外吸收光谱法的气体传感器作为仪器的核心检测部件。利用模块化设计思想,把仪器分为气体传感器、微控制器、数据传输、人机交互、I/O接口等5个组成部分。搭建硬件测试电路并对测温电路采用标准电阻箱标定、对传感器通入零气进行零点校准。分别对仪器进行温度与流量实验,准确性、重复性、稳定性等性能测试,以及通信测试。测试结果表明仪器性能稳定,环境适应性强,仪器精度符合工业仪表标准,具有较高的实用性。     

高精度电压气象信号产生电路设计

针对电压型气象传感器（湿度传感器HMP45D、辐射传感器TBQ-2B和气压传感器PTB220）输出信号的特点,以低功耗处理器、新型DAC、低失调电压的信号调理电路为核心,设计了一种可程控的高精度电压气象信号产生电路,模拟传感器的输出信号,为自动站采集器的故障判断和检定提供标准的气象信号源。设计上分别采用总线隔离技术、电源隔离技术和软件补偿等措施,提高了模拟信号的精度。测试表明：该电路工作稳定,输出电压精度高,误差小于10μV。     

新型薄膜式热电偶切削温度测量传感器

研制了一种集成在刀头内的新型薄膜式热电偶。在切削的同时，能快速直接地测量切削温度。镀膜工艺采用了先进的磁控溅射和离子镀技术，成功地解决了绝缘、镀膜牢固性等问题。该热电偶测温接点位于刀尖，响应迅速，时间常数约为0．8ms；并且在0～600℃的测温范围内具有良好的线性和热稳定性。详细论述了传感器的结构设计、薄膜热电偶的制作、静态标定、动态标定以及检测电路。当应用于现场切削试验时，传感器能快速响应瞬态切削温度。     

高压隔离开关触指压力测试仪的研制

从供电公司对高压隔离开关进行检修遇到的实际问题出发,研制了一种基于应变式称重传感器的开关触指压力检测装置。给出了装置的总体结构,包括模拟触头测量部分、连接手柄、信号线和显示器四部分。模拟触头测量部分包括应变式称重传感器、模拟触头板和垫片,将高压隔离开关触指压力通过应变式称重传感器测试输出;分析研究了该测试仪的硬件组成、电路结构、软件结构,并进行了标定和实测,结果表明,测试仪设计合理、结构紧凑、测量精准,为高压隔离开关的电力检修提供了有效支持。     

基于恒温差的热式空气流量计

文中提出了一种基于恒温差的热式空气流量计的设计方法。该流量计采用微型流量传感器、集成测速铂电阻和测温铂电阻,能够有效补偿环境温度对空气流量的影响。采用多项式最小二乘法,建立空气流量与传感器输出电压之间的数学模型,通过单片机处理,输出标准的4~20 m A电流信号。实验数据结果表明,该流量计具有响应速度快、测量范围大、测量精度高和重复性好等优点。     

基于MULTISM的智慧家居双极性信号隔离电路仿真

在智慧家居的传感器数据采集系统中,从电子系统抗干扰性能考虑,传感器的输出信号与采集系统是不能共地的,这就需要设计隔离放大器,将传感器的输出信号尽量不失真地传输给采集系统。为此,使用高线性度模拟光电耦合器HCNR200设计了一种隔离放大器,能对单极性电压和双极性电压进行隔离传输。介绍了根据不同的输入电压计算电路参数的方法,给出了相应的电路原理图,并通过MULTISM17.0仿真软件验证了所设计电路的正确性和可行性。     

数字输出型热膜式空气流量计的设计与实现

针对目前国内数字输出型热膜式空气流量计设计较少的现状,设计了一种基于硅MEMS新型热膜式AFS07空气流量传感器和PIC16F1786微控制器的数字输出型车用空气流量计。详细分析了该空气流量计的工作原理和检测电路、恒温差控制电路的设计,通过PIC16F1786微控制器产生了ECU所需频率范围为1.8~11 k Hz、占空比50%的方波流量信号和频率为19 Hz、占空比可变的矩形波温度信号。在此基础上对样机进行了实验。实验结果表明:该样机实现了对不同流量气体和进气温度的检测,且具有良好的温度补偿功能;同时得出该空气流量计输出信号的周期与其对应信号的输出电压之间呈线性关系。     

基于序列激励电压控制的高精度测温方法研究

针对高精度测温领域存在的非线性、热电动势及自热效应等问题,设计了一种基于序列激励电压控制的高精度测温方法.采用阻值比较法可以减小测温回路非线性;设计序列激励电压控制消除热电动势,并有效抑制自热效应.给出了测温电路的总体设计方案、测温电路非线性分析以及序列激励电压控制的设计方法.在-40 ～+200℃范围下,测温精度能达到±0.008℃,具有精度可靠性高、使用方便等优点,可广泛应用于工业生产及军事领域的温度检测.     

基于Stewart机构的六维力/力矩传感器

基于Stewart机构的六维力/力矩传感器是一种十分优越的测力传感器,具有测力接触面大、承载能力强、量程大、测力信息丰富等优点,可被广泛应用在航空机器人、航空航天技术及宇宙空间器的对接试验、风洞试验等场合。根据以上特点,阐述Stewart机构的六维力/力矩传感器的测力原理,分析传感器的受力变形,零部件设计尺寸和理论尺寸的制造误差及安装误差对其测力精度的影响,并对其结构参数进行优化设计。提出一种标定方法,研究其标定算法。对自主研制的Stewart六维力/力矩传感器进行标定试验,得出该传感器的标定矩阵。研究结果表明,用标定矩阵代替传感器理论影响系数矩阵参与6个单向力传感器输出信号的耦合,能够有效地提高该传感器的测力精度。     

铂电阻测温正反馈线性化的研究与设计

在分析铂电阻测温正反馈线性化电路输出特性的基础上,研究了不同拟合直线对其输出非线性的影响,给出提高测温区域输出信号线性度及灵敏度的设计方法.与传统的三点线性拟合设计法相比,该方法有效地提高电路的测温精度,且简单实用,可满足工业过程高精度测温的需要.     

基于应变片阵列的机器人变刚度关节力矩传感器研究

设计了一种新型的机器人关节力矩传感器,主要用于获取关节处的力矩和转角信息,以此来计算关节刚度。传感器是由传递力矩的弹性体、旋转电位计和信号处理电路组成。弹性体通过结构参数的设计与优化来提高灵敏度。信号处理电路一方面用于对旋转电位计的输出电压信号进行滤波,另一方面对由2×2应变片阵列组成的两组全桥电路进行放大和滤波处理。最后,通过对传感器进行加载实验获得力矩、角位移与输出电压的关系,采用最小二乘法对传感器进行静态标定。传感器输出的转角和力矩信息可作为控制系统的调控依据。     

核电厂安全级DCS模拟量隔离器的设计与研究

核电厂安全级DCS系统中有温度、压力、流量等数量较多的模拟量信号,变送器将现场传感器采集的非标准电信号转换为4mA~20mA标准信号送入系统进行模拟量数字化处理。针对核电厂安全级DCS系统的隔离和分配要求,需要一种高性能的模拟量隔离器对4mA~20mA模拟量信号进行隔离和分配。提出了一种基于线性光耦的核电厂安全级DCS模拟量隔离器的设计方案,通过对电路的原理设计以及器件的选型,使得该方案具有电路简洁、精度高、温漂小、响应时间短、制造成本低等优势。该模拟量隔离器在核电厂安全级DCS系统中具有广泛应用。     

一种新型快速响应半人工热电偶

提出一种将切削与测温功能集成于一体的新型半人工热电偶快速温度传感器.该传感器的最大特点是响应速度快,时间常数τ约为1ms.论述了传感器的结构设计,静态标定,动态标定以及测量电路.并将该传感器用于现场切削试验,取得了良好的效果.     

基于磁敏测量技术的拉线式位移传感器

基于磁敏感角度测量处理器MLX90316开发了一种拉线式位移传感器。分析了拉线位移传感器的测量原理并推导了拉线位移与滚轮角度的解析关系。基于Cortex ARM处理器,设计了位移传感器的角度信号采集和信号输出电路;完成了传感器的整机机械结构设计。开发了位移传感器的应用软件,具有参数设置、传感器标定及符合标准Modbus协议的通讯等功能。试验表明:拉线式位移传感器测量精度能达到0.02 mm,性能稳定,可满足工业领域对位移测量的需求。     

电容式微机械惯性传感器信号检测技术研究

针对具有差分电容接口的微机械惯性传感器提出了一种基于电荷放大器和相关检测技术的接口电路方案.采用电荷放大器作为电容-电压转换电路,来去除传感器本身以及传输导线引起的寄生电容的干扰.利用PSPICE模拟了桥路的不对称性对电路输出的影响,经过比较采用单载波差分电桥结构以进一步增大电容检测的灵敏度.采用相关检测技术进行解调,通过解调电路对前置输出电压和载波信号进行相关运算从而消除电路的宽频噪声;给出了包括布线、接地、去耦等电路工艺的设计原则.采用一组标定电容作为传感器的模型进行了实验,实验电路灵敏度可以达到195V/pF,最小分辨率为1fF.采用该方案能够满足对普通精度的电容式微机械惯性传感器信号的检测.     

寻北仪基座倾角测量系统零位的一种动态标定方法研究

阐述了基于电解质型倾角传感器的寻北仪基座倾角测量系统的工作原理。为了得到基座准确的倾斜量,测量系统首先必须进行零位标定,即在基座倾角为零时,要确定系统的输出电压。考虑到系统的输出电压会受到温度、运输、振动、放置变形、传感器安装调校误差及电路电桥非严格对称等各种环境因素的影响,标定的零位并不是固定不变的。为了提高测量精度,设计了一套全新的动态标零方法,即在测量过程中,临时标定零位,从而消除系统误差的影响。     

基于气动技术的气体流量测控系统的设计及实现

以气动技术中的气体流量为测控对象,在气动原理明晰的前提下,对其工作原理进行分析,选定相应的传感器,设计数据采集电路及相应变换电路实现流量测量.工控机完成数据的采集、记录、后期数据分析及输出控制等工作.该系统以某舵机为实验对象,进行了气体流量的数据测量及分析,验证了系统的可靠性和稳定性.     

一种组合式温度传感器的研究

本文提出了一种组合式温度传感器的设计方法。将具有良好线性及稳定性的铂电阻和反应快速、灵敏度高的热敏电阻结合起来,用铂电阻作为测温的基准并不断标定热敏电阻,用热敏电阻测量温度的增量并作线性化处理,从而得到一种兼具了铂电阻传感器和热敏电阻传感器优点的组合式温度传感器。