高精度平面运动圆环位移转角测试系统设计

设计了一种平面运动圆环的转角位移自动测试系统,可实现对动态运动圆环的横、纵向位移和旋转角度测量。采用光学三角法与视觉检测方法,结合信号融合解算算法,实现高精度、动态位移与转角测量。实验证明:该系统可有效解决平面圆环在两个方向的水平位移与旋转角测量时存在的交叉干扰问题,可同时实现角度检测精度0. 05°,位移检测精度0. 1 mm。     

新型拐档差传感器的设计与应用

设计了一种利用霍尔效应实现拐档差测量的新型传感器,通过有限元分析方法计算了圆柱永磁体周围磁场的空间分布,研究了两永磁体同极对称布置的位置和霍尔元件与永磁体的相对安装位置对传感器微位移测量精度的影响,得到了合理的选型方案.实验研究表明：在0～2mm测量范围内检测系统的输出与位移呈线性关系,测量精度达到0.001 mm,适于拐档差微位移的测量.     

大量程纳米级分辨率光栅位移传感器

国防科技大学最新推出的大量程纳米级分辨率光栅位移传感器是国家发明专利 ,首次采用一根低线数的单光栅实现了大量程高分辨率位移测量 ,量程为 1 0 0 mm～ 5 0 0 mm。通过改进光路设计 ,获得高倍数 (十至二十倍 )光学细分。如果该位移传感器配以高倍数的电子细分技术 ,可以实现纳米级的位移测量分辨率。该传感器没有传统计量光栅系统中对光栅副间隙的严格要求 ,安装维护方便。该传感器可以广泛地应用于位移精密测量的场合 ,例如超精加工机床、加工中心、三坐标测量机(CMM)等。应用范围为超精加工、精密检测等领域。市场现有的 70 mm量程…     

基于光场耦合的时栅位移传感器设计

为了实现制造成本低、易加工、高精度的位移测量,设计了一种光场耦合式的时栅位移传感器.介绍了利用基于交变光场的两路驻波合成电行波信号,并通过鉴相的方式实现空间位移转换的测量原理;完成了传感器的结构设计,给出了传感器的系统框图,具体分析了信号处理电路的功能.实验结果表明:光场耦合式的时栅位移传感器在108 mm范围内误差为±0. 5μm.     

反射式光纤微位移传感器

依据光纤反射调制原理进行了反射式光纤位移传感检测系统的设计,利用计数器外径千分尺的测头镜面作为反射体和微位移测量工具,详细介绍了微位移测量装置和传感器检测电路。实验表明,在0～2mm范围内检测系统的输出与位移成线性关系,灵敏度为195μV/μm,线性度为±0.5%,适于微位移的测量。     

土体微位移精准监测研究

基于光纤光栅传感器制备了一种测量土体内部微变形的位移传感器,该传感器主要包括光纤光栅、PVC(Polyvinyl chloride)管和光纤锚固板.标定试验发现,微位移传感器的最小分辨率为0.0083 mm,灵敏度为0.12 nm/mm,可测量的最大位移为7.58 mm.通过边坡模型试验与有限元模拟计算对比研究发现,有限元计算与光纤光栅传感器的结果吻合较好,3个微位移传感器与有限元计算结果分析所得平均误差仅为0.033 mm,平均误差约为6.7％.本研究制备的微位移传感器具有灵敏度高、制备工艺方便、制备流程快捷、使用方法简单的特点,为土体内部微位移的监测提供了一种新型的测量方式.     

非接触相对位移传感器

为了提高建筑结构中的位移测量准确度,介绍了一种基于位置敏感元件的激光非接触位移传感器,对传感器的设计进行了分析。研制的传感器的主要技术参数为工作距离为0.4～7m,位移幅值5mm,测量分辨力1～7μm,准确度10μm,频率响应为0～100Hz。     

通过反馈随动机构改善霍尔传感器位移测量范围

霍尔器件可用于微位移测量,但实用时要设计复杂的磁路以保证在测量范围内为均匀梯度磁场.通常只能测1 mm左右的位移,这限制了其应用范围.采用反馈随动机构带动霍尔传感器跟踪被测体的位移,从而大大扩大了位移的测量范围,且不需要在测量中保持均匀梯度磁场.     

FBG位移传感器的标定与不确定度分析

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)位移传感器标定精度和实现自动标定,设计一种量程为18 cm的FBG位移传感器校准装置对FBG位移传感器进行在线校准.通过对FBG解调仪测量的波长量和计算得出的位移量进行最小二乘法拟合得到FBG传感器的静态标定系数,并对标定装置和传感器进行不确定度评定.实验结果表明:FBG位移传感器标定平台标定得到FBG位移传感器的灵敏度为0.0145 nm/mm,线性度为99.87％,重复性误差为0.082％,校准装置的测量不确定度为0.11 mm.     

基于CDC技术的电容式水平位移传感器

对矿井井壁变形引起的水平位移进行测量,采用基于电容数字转换器(CDC)技术的芯片AD7745进行电容测量,设计了能够对水平位移进行非接触测量的电容式传感器和测量电极的结构,硬件上采用外壳屏蔽等措施提高抗干扰能力,软件上通过对AD7745内部可编程寄存器的合理设置实现高精度测量.实验结果表明:该传感器在量程为±10 mm时,可达到0.1 mm的测量精度.     

公路桥梁桥墩振动测量分析仪的设计

为了精确测量公路桥墩的振动幅度,消除行车隐患,采用超低频绝对振动位移传感器作桥墩振动特性检测器件,设计了公路桥墩振动测量分析仪。用动态特性补偿原理,经过低频扩展电路和积分电路,解决了普通电磁式传感器不能直接用于超低频测量的问题。该仪器频带范围为0.35～30Hz,线性度为0.5%,灵敏度为0.001V/mm,误差范围为-3%～3%。     

一种基于PSD红外线位置传感器的设计

在介绍位置敏感器件(PSD)基本原理的基础上,提出一种以PSD为核心器件,应用于纠偏系统的红外线位置传感器的设计方法。介绍了该传感器的结构和测位原理,给出了硬件和软件的相关设计,分析了影响该传感器检测位置精度的因素,并提出了相应的解决办法。该位移传感器可检测的物体的最大运动位移为±18.5mm,检测精度优于0.1mm,采样频率可达1.5kHz。     

传感器在汽车双燃料电控系统中的应用

介绍了一种步进电机驱动的位移检测系统的设计思想,阐述了它的工作原理、机械结构,提出了用于位移检测的差动电感式位移传感器具体的设计方案。经实验分析验证:该位移传感器在工作范围±2mm内线性度可达到0. 5%。该系统成本低,工作性能可靠。     

单总线温度湿度复合传感器的设计

利用集成湿度传感器HiH3610测得相对湿度,用多功能芯片DS2438获得工作电压和温度补偿数据,采用AT89C52单片微机进行误差补偿计算,设计了一种新型单总线温度、湿度复合传感器。并完成了人机接口和PC机通信。该传感器湿度测量范围为0～100%RH,准确度为±2%RH;温度测量范围为-40～125℃,准确度为±0.5℃。     

圆感应同步器在高精度位置控制系统中的应用

为了实现热管性能测试台倾角的高精度位置控制,系统选择了工控机、圆感应同步器和伺服电机构成全闭环控制系统,对测试台的倾角进行直接检测与调节;控制软件用VB实现。经与机械部分联调,实验结果为:角度调节精度≤±1″,角度显示精度为±1″。     

基于SnO_2传感器对液化石油气的动态检测

采用SnO2 传感器对家用液化石油气进行动态检测。介绍了整套实验装置及具体的实验操作过程;对实验结果进行分析,表明动态检测方法可以明显地提高SnO2 传感器的选择性,检测下限为10-7 mol/L,检测上限为 5×10-6 mol/L,检测准确度为 0. 2×10-7 mol/L。     

基于加速度计的数字式倾角仪的设计

所设计的数字式倾角仪是一种基于MEMS热电偶加速度计的智能测量仪,可用于测量0°~360°倾角,同时,针对环境温度变化时对加速度计的影响,通过软件进行了补偿,测试表明:该倾角仪的测量精度达±0. 1°,并具有良好的工作稳定性和较高的性价比。     

NTC热敏电阻器分段多项式拟合非线性补偿

NTC热敏电阻器的非线性影响到它的测温准确度和测温范围,介绍了利用分段多项式拟合法对其非线性进行补偿来减小非线性误差,提高测量准确度和量程,并通过实例对该方法进行分析和对比。实验表明:在-30~110℃温度范围内,应用该方法补偿后的测量误差小于±0.4℃。     

一种工业用微型溶氧传感器的研制

以聚四氟乙烯和纯金电极为主要材料,制成了一种成本低、操作简便的Clark型溶氧传感器,并将该传感器在不同温度下的淡水和盐水中分别进行了测试。传感器的响应电流和溶解氧浓度之间呈良好的线性关系,在溶解氧浓度0～8mg/L范围内,误差小于±0.4mg/L。     

基于纵向Pockels效应的光学电压互感器

对纵向和横向Pockels效应进行了比较,介绍了采用纵向Pockels效应制作光学电压互感器的关键技术,并对双光路输出的纵向Pockels器件进行了实验,实验结果表明该纵向Pockels器件在200～600V范围内的测量准确度优于0.2%。与精密分压器配合使用,可用做高压下的电压互感器。