冲击测试中电荷变换电路的零漂分析与优化设计

压电加速度传感器在进行高g值冲击测量时经常出现零漂现象,严重影响了测试结果的精度和可靠性。为解决这一问题,首先建立压电传感器冲击测量时的数学响应模型,分析了测量电路中RC时间常数对零漂的影响。同时针对传输电缆耦合的共模噪声,设计了一种三运放差动电荷放大电路。测试证明,该电路在抑制共模噪声干扰的同时可进行±20 pC的小电荷的检测放大。最后通过恩德福克冲击台进行改进前后的对比冲击测试,验证改进后的设计对冲击测量中零漂抑制切实有效,为工程使用提供一定的参考价值。     

侵彻加速度信号零漂的处理方法

针对侵彻加速度信号的零漂特征,采用小波分析法处理零漂数据,提出以小波基函数提取趋势项的准确度和信号重构能力作为最优小波基的选择依据。研究表明：零漂信号的频率范围主要集中在100 Hz以内;bior2.8小波基提取趋势项准确度较高,重构侵彻加速度信号的误差最小。含有零漂的侵彻加速度信号采用bior2.8最优小波基分解出100 Hz以下的低频趋势项,能够有效地消除零漂,得到的加速度一次积分与二次积分分别与实际的侵彻速度和侵彻行程保持了较好的一致性,行程相对误差小于10%。消除零漂后的加速度信号可以为计行程自适应起爆方式提供有效信息。     

高g值加速度计在高冲击下的失效特性的研究

弹体高速侵彻硬目标过程中,弹载电子仪器特别是加速度传感器承受了高g值加速度冲击作用。主要研究了在冲击环境下加速度计的零漂机理、机械滤波器的保护、加速度计与信号导线的失效分析等问题,研究结果对弹载电子仪器的抗高冲击设计和正常使用具有一定的参考价值。     

高量程加速度传感器在测试中的失效分析

通过在不同测试环境对高量程加速度传感器进行测试,并对传感器在测试中出现的失效进行分析,在实验室环境测试中出现的主要失效模式为键合引线的脱落和微梁的断裂,其原因是不同金属的引线键合强度较低;重复性的冲击加速了材料的疲劳.在实弹测试环境测试中出现的传感器失效原因主要足在侵彻测试中传感器芯片与侵彻信号中高频分量发生共振导致过...     

三轴高g值加速度传感器的测试技术研究

针对压阻式传感器敏感结构设计的需要,提出一种MEMS三轴高g值加速度传感器敏感结构.对设计的传感器进行Hopkinson杆冲击试验,标定了传感器的灵敏度、线性度和交叉耦合误差参数.对标定的传感器进行了动态侵彻试验,试验结果表明在48000 gn幅值、3 ms脉宽和15000 gn幅值、13 ms脉宽的冲击载荷下,传感器测试的位移误差为6%,性能良好,能够满足大脉宽、高冲击测试的需要.     

硬目标侵彻武器高冲击试验和高过载传感器技术国外发展概况

建立硬目标侵彻武器高冲击试验系统,为高冲击环境下侵彻武器系统力学特性研究和性能检测提供科学的试验测试手段,获取弹药侵彻硬目标规律的典型数据,研制可用于侵彻武器炸点控制的高过载传感器是发展硬目标侵彻武器的保障.主要介绍了硬目标侵彻武器高冲击试验和高过载传感器技术国外发展概况.     

基于ANSYS/LS-DYNA的弹体侵彻钢板研究

弹体结构强度和引信强度的设计是弹体对硬目标的侵彻实验中需要研究的一个重要课题,然而通过侵彻的原型试验来进行设计耗费巨大;针对这个问题,在理论分析的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对侵彻过程进行模拟仿真,通过与实弹测试结果对比可知:仿真模型所得速度时间历程结果中的速度参数值与实弹测试时的遥测结果相近,而作为侵彻过程的重要的被测参数:加速度--时间曲线来说模拟所得加速度值与实测加速度信号值也相吻合,从而实现了可以在低成本的基础上为弹体的结构强度和引信强度的设计等提供设计依据.     

一种MEMS高g_n值加速度传感器的结构设计与仿真

高gn值加速度传感器在侵彻武器等领域受到广泛应用,对量程、灵敏度、固有频率等指标也提出了更高的要求。设计了一种MEMS高gn值加速度传感器,在传统梁—岛结构加速度传感器的基础上进行了改进,采用主微梁互补结构在提高固有频率、量程的同时,提高了灵敏度。在梁的末端提出了新式的延伸梁结构设计,大大减小了集中应力的现象,提高了结构的抗过载能力。利用ANSYS有限元分析软件,对该加速度传感器进行了静态、模态和瞬态分析。经仿真验证,该MEMS高gn值加速度传感器的各项指标均满足要求,具有明显的优越性。     

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.     

一种飞行试验测试系统设计

介绍了一种飞行试验测试系统的工作原理和软硬件设计方法,该系统主要由压力传感器、加速度传感器、基于PC104总线的数据采集系统、电源控制电路、数据输出设备组成,通过试验证明,该测试系统运行可靠,而且具有很好的抗冲击性和稳定性,为研究提供了充分准确的依据.     

低热机械噪声MEMS加速度计设计

介绍了一种能够在大气条件下具备低噪声、高灵敏度特性的MEMS加速度计设计、制作与测试.器件采用梳齿电容检测方法,利用MEMS体硅加工工艺,实现了210对梳齿的加速度计制作.该加速度计不需要真空封装和阻尼孔就能实现低热机械噪声特性,其理论热机械噪声为0.018μg/√Hz.加速度计芯片在大气封装和无阻尼孔情况下Q值高达4...     

卡尔曼滤波在桥梁健康监测系统中的应用研究

针对传统的桥梁位移测量方法的不足,提出了采用双轴加速度传感器进行桥梁位移测量的原理和方法,即利用双轴加速度传感器能同时敏感两个互相垂直的方向上的加速度,从而经过有效的信号处理可获得桥梁的振动位移;讨论了低频噪声对桥梁位移测量的影响;提出以卡尔曼滤波原理为基础的信号处理方法来提高测量精度,抑制噪声,并得到两个方向的位移信息;仿真结果表明了本滤波方法的有效性。     

基于Zig Bee和LabVIEW的多功能数据采集系统

针对工业现场对温度、加速度、倾斜度等参数进行实时无线监控的要求,为适应现场环境,提出了一种将Z ig Bee无线通信技术与虚拟仪器技术相结合的设计方案。该方案以PIC单片机和CC2420射频芯片为网络平台,设计了数据采集处理系统,应用虚拟仪器软件LabVIEW编写程序,实现了对环境温度、物体加速度、倾斜角度等数据的采集、分析、存储、输出和报警。经过试验测试表明:系统运行稳定,效果良好。     

抽油机光杆位移的无线测试方法解析

为了研究基于加速度传感器的抽油机光杆位移测试方法,以集成加速度传感器ADXL202为核心,设计了抽油机光杆位移测试系统.针对游梁式抽油机光杆加速度数据所具有的特点,探讨了在离散采样的情况下通过加速度求解位移的算法过程.求解过程中,利用滑动值滤波法对加速度波形进行滤波,通过寻找平滑一阶导数的下行过零点来计算得到峰值的位置,并给出了具体的测算算法.最终的位移测试结果验证了精确确定下死点位置的重要性以及相关算法的有效性.     

具有温度自补偿功能的高分辨力倾角传感器的设计

基于微加速度倾角测量原理,研制了一种高分辨力数字式倾角传感器。针对温度漂移现象,采用MSP430微处理器和DS18B20温度传感器进行了温度补偿智能化设计。针对嵌入式单片机编写了实时IIR数字滤波算法,有效抑制高频振动噪声干扰。通过分段线性化标定的方法,对传感器进行零位设置和倾角标定。实测结果表明:传感器倾角测量精度可达0.001°。     

液压系统压力原位检测传感器研制

提出了一种原位检测液压系统压力的传感器研制方案 ,试制了传感器的初样 ,并在飞机综合测试系统台和装甲车上进行了实地测试。结果表明 ,该传感器的原理是正确可行的 ,具有一定的开发价值。     

基于加速度传感器的井下电机车实时定位系统

针对目前煤矿井下电机车精确定位技术并不成熟的问题,提出了一种基于加速度传感器的电机车实时定位系统,该系统以电机车自身信息与调度信息相结合为基础,阐述了定位原理和具体实现方案,分析了实现此系统的三项关键技术：判断行车方向准确、加速度传感器计算位移准确、无线传输误码率低,并通过设计、改进相关算法解决了关键技术问题。此外,仿真实验与测试实验证明了系统的可行性。     

路面不平度采集系统设计

针对路面不平度的检测,开发了一套基于加速度传感器和C8051F单片机路面不平度采集系统。该采集系统的硬件主要包括传感器模块、信号调理模决、单片机模块和蓝牙无线通信模块。加速度传感器检测行驶车辆的悬架垂直加速度信号,并通过信号调理模块调整模拟信号的电压范围。单片机则对传感器采集的信号进行模数转换并通过蓝牙传送给上位机。编写了基于C#环境下的上位机采集控制和数据处理软件。经过连续运行测试证明,系统运行稳定,具备良好的实时性和可靠性,可应用于路面不平度检测。     

冲击应力下高g加速度传感器的加速寿命评估

由于高g加速度传感器在航空、航天、国防等领域的广泛应用,其可靠性成为MEMS器件商业化过程中一个重要问题。本文针对快速准确的评估高g加速度传感器的寿命这一问题,提出了冲击应力下高g加速度传感器的加速寿命评估方法。通过分析冲击载荷作用于加速度传感器时产生的应力波及故障树分析法,确定高g加速度传感器的主要失效模式和敏感环境应力;采用恒定冲击应力试验得到高g加速度传感器的失效次数;选择正态分布和Weibull分布理论验证加速试验过程失效机理的一致性;利用逆幂律模型建立高g加速度传感器的可靠度评估模型,并外推出高g加速度传感器在规定应力下的可靠度函数。实践表明,该方法简捷、正确可行,为高g加速度传感器在实际应用中提供了重要的参考依据。     

热式复合传感器分析

由热式复合传感器构成的测量系统可以实现气固两相流的固相质量流量测量，在应用中该传感器存在一定的热惯性和滞后特性。建立了热式复合传感器的数学模型，对模型进行了仿真，求出了该传感器的时间常数和滞后系数，并得出了环境温度变化不影响传感器输出的结论。