用于压力传感器的高精度自动标定系统

针对现有压力传感器标定系统存在的精度差、自动化程度低等问题,文中选用GE DPS8000高精度压力传感器作为系统基准压力传感器,设计了多功能压力腔以及压力粗调与微调相配合的压力调节模块,并基于C++程序设计语言编写系统软件,搭建用于压力传感器的高精度自动标定系统。实验表明,搭建的标定系统可实现腔内压力在30 s内快速达到期望压力值,并且压力控制精度可达±1 Pa。通过对压力传感器进行自动标定测试实验,可实现压力传感器的全程自动标定。研究证明本系统具有自动化程度高、高精度标定等特点。     

方向盘转角传感器性能标定及检测系统设计

针对某企业方向盘转角传感器性能标定和检测的需求,设计了一套方向盘转角传感器性能标定及检测系统,该系统能够实现对方向盘转角传感器的性能标定补偿和自动检测。基于PCI数据采集卡设计的高精度数据采集模块实现了对过程数据的实时采集;基于低惯性伺服电机、MPC08运动控制板卡设计的驱动加载系统实现了方向盘转角传感器静态标定时的驱动角度精准控制;采用高速CAN总线通信对方向盘转角传感器信号进行高速通信,实时读取方向盘转角传感器角度信息;使用LabVIEW编程软件,完成对方向盘转角传感器标定检测流程的实时控制、数据采集处理显示等功能。在方向盘转角传感器完成灵敏度标定后,经检测,其非线性误差、迟滞误差等均在允许范围之内。对方向盘转角传感器性能标定及检测系统进行大量重复性试验,得出输出角度的合成标准不确定度为0.145°,试验数据表明,该系统能够满足企业对于方向盘转角传感器性能标定和检测功能的测试要求。     

硅压阻压力传感器调理电路设计与验证

文中提出了一种硅压阻压力传感器的调理电路。首先,针对硅压阻压力传感器精度取决于激励源的特性,提出了一种高精度直流电压激励电路,该激励电路采用负反馈结构,且具有过流保护功能,当外部发生过流故障时,恒压源输出变为占空比可配置的PWM形式,有效提高了电路可靠性;其次,针对硅压阻压力传感器输出阻抗较大的问题,利用传感器全桥结构提出了“双上拉电阻”方案,在实现开路检测功能的同时,对硅压阻压力传感器输出误差影响可忽略不计,并设计了基于仪表运放的放大电路及滤波电路;最后,对该电路进行了测试验证,结果表明激励电压精度为0.2%,传感器输出调理精度为0.5%,满足压力高精度调理需求。     

代替电阻应变仪的压力传感器用二次仪表的试做

在我们目前采用电阻应变片式压力传感器测试液压系统的压力时,对于传感器所产生的电阻值微小变化,一般是采用各式动态应变仪加以若干倍的放大后,以电压或电流的形式输出,而以此电压值或电流值代表所需测的压力值。用此种方法测试压力时要对仪器所输出的电压值或电流值进行适当的标定。至于动态应变仪的工作原理不再在此赘述,只是此种仪器在每次使用时要经过一系列的预热、调零平衡、标定等手续,而所测得的数值由于使用人的技术水平与操作技术     

基于HART协议的超低功耗高精度流量变送器的研制

介绍了一种高精度智能化的超低功耗流量变送器。该流量变送器以MSP430F449单片机为核心,采用两线制仪表的电路设计方法,完成温度、压力和差压3路信号的模拟隔离和采集,依据流量计算模型得到流量值,并且将瞬时流量转换成4-20 mA的标准信号输出,并能够兼容HART通信协议。该变送器具有低功耗、高精度、智能化和抗干扰强的特点,测试结果表明,设计的变送器的测量精度达1‰,在高精度流量测量变送领域具有广阔的应用前景。     

基于LabVIEW的光寻址电位传感器实时测试系统

以实现光寻址电位传感器(LAPS)实时测试为目的,设计了基于LabVIEW虚拟仪器平台的LAPS实时测试系统。采用LabVIEW软件控制数据采集卡输出光源调制电压、直流偏置电压驱动LAPS产生光电流,光电流经跨阻放大器转换成电压信号输出到数据采集卡A/D输入端进行采集。系统实时改变偏置电压,同时对该偏置电压下LAPS输出的光电流进行采集,并利用LabVIEW软件实时绘制LAPS的光电流-偏置电压(I-V)曲线。系统测试结果表明:LAPS实时测试系统能准确地检测出磷酸盐(PBS)缓冲液的浓度,实现了测试过程的自动化和测试结果的实时显示。     

基于正弦力加载的力传感器动态标定技术研究

针对国内现有动态标定装置精度不高、重复性较差的问题,提出了一种基于正弦力加载的新型力传感器动态标定方法;对该标定方法做了详细介绍,阐述了该标定系统中最关键的正弦机构的工作原理;利用基于最小二乘的曲线拟合法对力传感器和位移传感器输出正弦电压的幅值进行了求解,并以此为基础,依据相应公式在LabVIEW中设计了数据处理程序,实现了对力传感器动态灵敏度的精确求解;搭建了实验平台,对Interface 1010AJ型力传感器进行了1 Hz~5 Hz的动态标定,并分析了实验结果。研究结果表明,该新型的力传感器动态标定系统具有良好的精度,其误差在1.5%内。     

一种双活塞光纤流体差压传感器及其强度补偿性能

本文对一种双活塞光纤流体差压传感器系统及其强度补偿性能进行了研究,首先提出了一种双活塞式的光纤差压传感器探头,基于该探头结构,设计了该光纤差压传感器的检测系统,并对传感器的强度补偿原理进行了分析.最后,对传感器进行了强度补偿实验,得到了不同光源功率时未进行强度补偿的输出电压及强度补偿后传感器的输出值,结果表明:当光源功率发生变化时,光电探测器的输出电压会随之发生较大的变化,最大输出值比最小输出值增大67％左右.经过强度补偿后,传感器左右两检测腔的输出值在检测压力不变的情况下维持在一个定值,不会因为光源功率的波动而发生变化.研究表明,传感器具有较好的强度补偿效果,能够满足检测要求.     

FSG15N1A触力传感器参数标定方法

提出了一种FSG15N1A触力传感器标定方法。搭建了传感器标定实验装置,采用重物施压的方式进行了传感器标定实验,通过Freescale单片机进行数据采集和计算。获得了传感器输出采样值与负载质量的关系,并进行了标定误差分析,试验结果表明,该标定方法可以满足机械手手指夹持力检测精确要求。     

基于PLC和触摸屏的齿轮销压装机控制系统

通过对行星齿轮减速机齿轮销压装机的控制要求进行分析,设计了基于PLC和触摸屏的控制系统;控制系统核心采用LG公司的K7M-DT30S可编程控制器及其模拟输入模块,触摸屏采用WEINVIEW公司生产的MT508TE型触摸屏;压力传感器采用MOTOROLA公司的MPX2010,设计了专用的变送电路;PLC和触摸屏通过RS232连接通信。系统利用PLC实现对齿轮销压装机的过程控制,通过压力传感器实时监控压力大小。该设备样机运行表明,系统完全满足精度及可靠性等方面的要求。     

NiCr薄膜传感器的切削力无线监测系统设计

为了达到实时无线测量切削力的目的,设计了基于自主研制的NiCr合金薄膜测力传感器与ZigBee模块的切削力无线监测系统。传感器实时输出切削力电压信号,数据经ZigBee模块与RS-232线缆上传至上位机(LabVIEW),通过不同的LabVIEW显示面板获取准确的切削力应变与电压值并换算出切削力值,且在上位机中完成数据显示、存储与报表生成等任务。经由静态力学标定试验与实际切削力测量试验验证,切削力无线实时监测系统方案完成了基本的实时采集、无线传输与实时显示功能,具有较好的静态力学采集与实际切削力测量精度。     

基于BP神经网络的压力传感器数据融合研究

压力传感器由于输出电压值易受环境温度、电压扰动等非目标参量的影响而导致精度大大降低。该文采用BP神经网络对压力和温度2个目标参量进行数据融合处理,减小了两者相互交叉干扰敏感度。结果表明,采用BP神经网络进行数据融合,能够提高传感器的稳定性及其精度,仿真验证了该方法的有效性和可行性。     

基于ADuC824单片机的数字式压力变送器设计

介绍了基于ADuC824的数字式压力变送器的设计原理.利用ADuC824单片机内部集成的增益可调放大器和24位的A/D转换器,直接对压力传感器的输出电压信号进行放大和A/D转换.在单片机中计算压力值,并进行数字补偿,经RS485接口输出,具有稳定性好、误差小、测量精度高等特点.由于ADuC824对功能的高度集成,简化了系统的硬件和软件设计.     

气体传感器的动态高精度测试系统设计

目前气体传感动态配气方法已经广泛应用,但具体的配制精度还没有系统研究。设计并组建了以四级杆质谱仪、质量流量控制器和计算机程控系统为主的气体传感器测试系统,该系统根据质谱仪的测试数据利用线性最小二乘法实时调整质量流量控制器的输出电压,采用LabVIEW8.5编写上位机数据采集软件进行远程闭环控制。对目前工业领域使用量最大的12种危化品气体进行了气体配制,并对配制的部分气体利用Agilent6890气相色谱仪进行了测试分析,给出了该测试系统在常温常压下配制不同浓度混合气体的精度。实验数据表明:该系统配制的气体可以作为工业气体传感器的标定气体使用。     

基于Flexiforce传感器的压力测量方案设计

为了满足各种接触面之间的压力(牙齿咬合力、握力,气压等)测量,提出了基于Flexiforce(可弯曲)传感器的压力测量方案设计。该设计采用恒压驱动模式,以ARM处理器为核心,根据传感器的G-P(电导-压力)对照关系,并结合R-P(电阻-压力)特性值标定技术,实现高精度压力测量。经验证,该设计通过建立精确的G-P转换关系,使得传感器测量精度提升;工作最低功耗为10.89μW,保证压力测量的稳定性、可靠性。特别是在0~60 N测量范围内,测量精度高达0.5%。     

几种新产品

1.高精度压力传感器美国Robinson-Halpern公司宣称它的144A系列高精度压力传感器可检测强腐蚀性的液体和气体的压力,可直接测量生产过程的压力、发动机的压力等,其精度为±0.1％。此类传感器分电压输出和电流输出两种。电压输出单元具有低输出阻抗(小于1Ω)性能,而电流输出单元则为高输出阻抗(大于3MΩ)。其量程有12种,压力范围从0～10磅/时～2到0～10000磅/时～2而电流量程从1～5mA和4～20mA。其中有些传感器可装上过载保护装置,过载量为150％～200％,它不会损坏单元装置或导致校验误差。传感器的测量元件为MOnel合金波登管,亦可用不锈钢弹簧。     

基于线性霍尔传感器的阀门位置变送器

为了对阀门位置进行实时监测和控制,采用线性霍尔传感器A1392为测量元件,以MSP430F169单片机作为信号采集、A／D转换、算法运算的元件,且以AD421作为单片机供电及D／A转换元件,完成了线性霍尔变送器的硬件设计,并改进了磁钢的结构,提出了线性霍尔传感器非线性方法的测量方案,实现了对阀门位置信号的无接触实时精确测量。实验结果表明,该霍尔变送器系统能实现对阀门位置值的准确变送。     

离子聚合物金属复合材料电学性能研究

建立了电流测试平台,并对不同IPMC进行电流测试分析,为IPMC材料的改性提供依据。选用TBC0.5A02电流传感器设计电路,采用NI PCI-6024E数据采集卡,通过LabVIEW程序编写采集程序,并对采集到的电流传感器的输出信号进行处理。将固定电压施加在一系列固定的电阻上,从而建立电流传感器输出值和输入值的关系,实现实时测量流经IPMC的电流。通过比较商业膜基体IPMC、自制膜基体IPMC以及TEOS改性膜基体IPMC在不同正弦电压信号下的电流值,证明该测试系统是可行的。     

加速度传感器标定的数据自动采集系统的设计

论述了利用光的衍射与单片机相结合设计出的加速度传感器的标定系统.利用该系统可以快速准确地对加速度传感器的输出电压与加速度之间的关系进行标定.该系统与传统的方法相比较具有数据采集自动化程度高、误差小、标定快速等优点.     

硅压阻式压力传感器测量误差在线补偿方法研究

由于硅压阻式压力传感器的测量精度易受温漂和非线性等因素影响,而现有测量误差数字补偿方法实时性不高,因此提出了一种基于二元插值算法的异频分步在线补偿方法。首先采用三次样条插值算法对传感器输出电压和工作温度插值,抑制温漂;然后利用拉格朗日插值算法对压力和电压进行分段插值,减小非线性误差;同时降低温度的插值频率以减少每个压力插值周期内计算量,克服了传统的插值补偿方法将两个变量在一个插值周期内计算时间长的缺点。通过传感器标定和误差补偿实验验证了该方法的补偿精度在0～60℃的温度范围内满足±0.05%FS的误差要求,并且在设计的采集系统上实现1 kHz的数据输出速率。实验结果表明该方法可以有效地提高硅压阻式压力传感器的测量精度,且具有较高的实时性,能够实现误差在线补偿。在航空发动机试验的气体压力测量中具有一定的工程应用价值。