基于光纤光栅的煤矿瓦斯压力传感器的研制

针对煤层瓦斯压力不能多点同步测量问题,提出一种基于弹性膜片的光纤光栅(fiber bragg grating,FBG)瓦斯压力传感器设计方案。采用膜片与腔体一体、光纤首尾开放的结构模式,并对封装后的传感器进行试验研究,针对FBG瓦斯压力传感器存在的温度-应力交叉敏感问题,进行了交叉敏感分析以及算法补偿,并对该传感器分别进行压力试验标定和温度影响试验标定。试验结果表明,该传感器压力范围0~10 MPa,温度灵敏度系数27.01 pm/℃,温度补偿后的压力灵敏度系数251.88 pm/MPa,与理论值接近。该传感器的结构模式可以有效避免安装误差和迟滞误差所带来的影响,同时便于组链开展多点分布式测量。     

多晶硅高温压力传感器的温度特性

讨论了改善多晶硅高温压力传感器温度特性的 3种措施 :用四甲基氢氧化铵溶液代替氢氧化钾溶液作硅杯各向异性腐蚀剂 ;优化多晶硅压敏电阻的掺杂浓度 ,实现传感器灵敏度温度漂移自补偿 ;在传感器芯片上加做温敏电阻 ,通过调节激励源的温度特性 ,进一步减小传感器灵敏度温度系数 .采用以上措施 ,使多晶硅压力传感器有良好的高温稳定性 ,灵敏度温度系数绝对值小于 2× 10 -4/℃ .     

基于支持向量机的聚氯乙烯耐有机溶剂性能分类

支持向量机是一类全新的小样本统计学习方法,它通过支持向量对样本进行分类或统计回归.将其应用于对非晶态聚氯乙烯的耐有机溶剂性能进行分类研究.选择74种溶剂(73种有机溶剂和水)的溶解度参数分量,即色散参数(δds)、偶极参数(δps)、氢键参数(δhs)为描述变量,采用径向基核函数,以留一法交互检验的识别率为目标函数进行支持向量分类.当选择SVM参数C=512及径向基核函数参数γ=0 5×10-3时,SVM对PVC耐蚀性能分类的模型识别率为94 59%,LOO识别率为91 89%.     

靶式光纤光栅流速传感器在裂隙水模型试验中的应用

结合等强度悬臂梁和光纤Bragg光栅(FBG)设计了靶式FBG流速传感器,用于在线测量管道及裂隙的流场流速。传感器将流体中靶片的受力转化为该流速下对应FBG中心波长的漂移,并自动实现温度补偿。采用FLUENT6.3对被测裂隙及管道流场进行有限元仿真,确定裂隙中靶片受力特性及相同受力条件下的等效管道内径,并求得过流断面5mm×2000mm的裂隙中传感器的灵敏系数为8.71×10-4 s2/m2。在管道系统中进行传感器标定实验,传感器在0～1.20m/s范围内,最大误差为0.02m/s。将该传感器应用于裂隙水模型引流试验,实验结果表明,关键点流速随着进水阀门开度逐渐增大而提高。打开引流管道阀门,引流管道布设处后方各点流速降低,且同一断面流速变化趋势保持一致。     

基于RBF核函数的支持向量机参数选择

由于SVM在各个领域中得到越来越广泛的应用,而决定SVM性能的因素是核函数的选取.其中,RBF核函数是应用最广泛的核函数,且有两个参数:惩罚因子C和核参数γ.因此,希望能找到最优化参数组(C,γ)使SVM具有最好推广性.首先提出了用E=lsvn代替留一法来评估SVM的推广性,它的优点是速度快、准确性高;然后,分析参数C和γ对SVM性能的影响,由此将问题归结在一个小的“好区”内选取最优参数组(C,γ);最后,分别用穷举法和下文所提出的方法进行比较,得出在“好区”内用Cγ=~C(常数)来确定最优化参数同样能得到很好的推广性,而且速度上比穷举法快的多.此方法,具有一定的实际应用价值.     

带有修调的分段曲率补偿带隙基准电路

为得到高精度低温度系数、高电源抑制比的基准电压,同时为了降低工艺中非理想性因素的影响,设计了一种新的带有修调的分段曲率补偿基准电路. 通过利用电阻分压和工作在亚阈值区域的MOSFET的电学特性,产生正温度系数和负温度系数的电流,在高温段和低温段分别对带隙基准电压进行曲率补偿,提出了一种新的快速优化基准电压温度系数的芯片级修调方法,包含温度系数修调和电压幅值修调,可以快速获得最低温度系数对应码值以提升工作效率.基于0.35 μm BCD工艺,流片验证了该修调方案的可行性.结果表明:在-40℃~125℃内,基准电压最低仿真温度系数为0.84×10^-6/℃,最低实测温度系数为5.33×10^-6/℃,随机抽样结果显示温度系数的平均值为7.47×10^-6/℃;采用基于计算斜率的修调方法,测试10块芯片的平均修调次数为3.5次,与使用逐次逼近的修调方法相比,效率提升59.8％;低温度系数的带隙基准电压有利于提升电池管理芯片对电池剩余电量估算的准确性,该带隙基准电路已成功应用于电池管理芯片内高精度模数转换器中.     

加速度计静态温度模型辨识及温度补偿方法研究

为了消除环境温度对加速度计精度的影响,采用最小二乘法拟合得到了石英挠性摆式加速度计数学模型的系数随温度变化的规律,建立了20℃～50℃温度范围内加速度计的静态温度模型．由TMS320F240 DSP组成的硬件系统利用该模型进行温度补偿后,加速度计输出随温度变化的数量级为10^-4,相对于没有进行温度补偿前的10-3,补偿效果明显．     

3MHZ场效应管温度补偿晶体振荡器的研制

本文介绍了一种3MH_z场效应管温度补偿晶体振荡器。环境温度在-55℃～+55℃间急剧变化时,其频率稳定度≤5×10(~-7)。器件外围体积为50×48×20mm~3,功耗约为25mW输出电压0.3V(有效值)。     

重质油化学组成与结构的研究

<正> 本文测定了几种重质油的折光率、相对密度、平均分子量、元素分析和核磁共振氢谱数据,分别用经典的n-d-M法和改进的B-L法计算其平均结构参数。结果表明,两种方法测得的结果基本相符;减压渣油和馏分油的芳碳率(C_A％)与氢碳原子比具有良好的线性关系:C_A％=117.744-58.555(H/C);减压渣油的平均密度温度系数与其烷基碳率(C_P％)也具有较好的线性关系:γ×10~4=-1.6564+0.1363(C_P％)。     

聚醚醚酮表面张力的测定

本文用调和平均法(Harmonic Mean Method)测定了固态PEEK的表面张力(γ_s=3.92×10~(-2)N/m),同时测定了极性部分对此表面张力的贡献γ_S~P=4.80×10~(-3)N/m)和非极性部分的贡献(γ_S~d=3.44×10~(-2)N/m)。为PEEK制成品的粘合剂的选择以及PEEK与其它材料共混相容性的预测提供了基本数据。     

温度传感器动态特性完全补偿方法研究与补偿电路设计

分析了温度传感器动态特性的一阶系统模型和二阶系统模型,指出了其中的二阶系统是非欠阻尼系统、两个系统的阶跃响应有相似性和共同点,进而提出可以将温度传感器动态模型统一简化为一阶系统模型.推导了能够将该一阶系统补偿成理想全通系统的补偿电路传递函数,设计了能实现该传递函数的有源滤波电路,给出了依温度传感器热时间常数设计电路元件参数的公式.指出信号转换电路输出电压与传感器体温度成线性比例关系、补偿电路和信号转换电路有足够宽的通频带,是用硬件实现温度传感器动态特性完全补偿的两个必要条件.     

Digital monitoring for heavy duty mechanical equipment based on fiber Bragg grating sensor

The digital monitoring principle and technologies for heavy duty mechanical equipment based on fiber Bragg grating (FBG) technology are introduced in this paper. The fundamentals of new-style FBG sensing technology, including the photorefractive effect of FBG, the physical formation, and the relation between optical properties and grating parameters, are investigated. The plaster, encapsulation and distribution planning of FBG sensor (FBGS), which is used to monitor heavy duty mechanical equipment under abominable environment and extreme conditions, are also studied. In addition, theoretical and experimental researches on the strain, temperature, displacement, and stress transmission characteristics between FBGS and detection interface are presented. The principle and method for temperature compensation in non-uniformity temperature field are described in detail as well. Comparing with the traditional sensing monitoring techniques, the application of FBGS technology on digital monitoring and diagnosis for heavy duty mechanical equipment has a number of significant technical advantages and will make a new breakthrough in this field.     

基于径向基神经网络的压力传感器信息融合技术

因为压力传感器的温度漂移普遍存在,其输出特性容易受环境温度、电压扰动等各种非目标参量的影响,从而大大降低了其性能．利用径向基神经网络构建了双输入单输出网络模型,采用带遗忘因子的梯度下降算法,实现了压力传感器高精度温度补偿,从而大大提高了压力传感器的稳定性和可靠性．     

基于支持向量机的静压转台热误差补偿

在一般补偿器的硬件中无法运行MATLAB等第三方工具软件的代码,导致大多模型不能被应用于机床热误差的实际补偿.为了提高误差建模效率,降低对补偿系统硬件的要求,提出静压转台热误差实时补偿方法. 该补偿方法以支持向量机（SVM）为核心算法,分别使用鱼群算法和狼群算法对支持向量机的核心参数进行前期和后期优化,在保证预测精度的前提下提升建模效率. 通过离线训练MATLAB筛选出支持向量导入到开发的补偿软件中,利用用于过程控制的对象连接与嵌入（OPC）方式对热误差实施实时在线补偿. 与传统多元线性回归建模方式对比,可以看出该模型在精度和效率上均较优.补偿实验的结果表明,转台的轴向误差由原来最大为40 μm降低为约10 μm,转台的加工精度提高了75%,验证了所提出补偿方法的有效性.     

基于白光干涉原理的光纤传感技术一Ⅱ．光纤白光干涉测量的基本方法

主要介绍了白光干涉光纤传感原理,描述了光纤中光程的变化和被测参数(如:应变和温度)之间的关系,并讨论了白光干涉光纤传感系统中温度表观应变和温度补偿技术.     

光纤白光应变测量系统的被动式温度补偿方法与实验研究

提出了一种应用于光纤白光干涉测量系统的温度补偿方法,在白光干涉测试光路、光程解调部分的温度屏蔽和隔离的前提下,采用多路温度传感器对光纤光路、光程匹配光纤、解调机箱内的温度进行实时监测,建立线性回归温度补偿模型,实现测量系统的温度补偿.实验研究表明:解调系统主要受光路温度、匹配光纤温度和机箱内部温度的影响,利用该补偿方法可以有效地降低温度对系统测量结果的影响,补偿后温度对测量结果的影响降低为原来的1/16.     

PSO算法在3D打印喷头温度传感器非线性特性校正中的应用

将微粒群优化(PSO)算法应用于3D打印喷头温度检测系统的非线性特性校正. 在温度传感器特性无法准确获取的情况下,给出了基于PSO算法和逆模型实现非线性特性的线性化校正的一般实现思路和步骤. 首先对采集到的样本进行特征分析,提炼出温度传感器非线性特性的逆模型,再利用PSO算法对逆模型中未知参数进行优化求解,从而实现了3D打印喷头温度非线性特性的线性化校正. 最后,对3D打印喷头温度检测系统进行了实验研究,对比了逆模型的PSO参数优化求解和Matlab曲线拟合求解的实验结果,验证了本文基于PSO的喷头温度非线性特性的线性化校正方法的可行性,并可以扩展到一般非线性传感器的线性化校正应用中.     

基于支撑向量机的CMOS运放可行域模型

在进行模拟与混合信号集成电路的行为级设计时,需要各种基本单元与功能电路的性能可行域模型。可行域模型构造可以看作是性能参数空间中的一个二分类问题。研究了采用支撑向量机进行电路可行域模型构造的方法,给出了建模过程;并以一个常用的Miller补偿CMOS两级运算放大器为例,建立基于支撑向量机的可行域模型,通过数值实验验证了模型的正确性。     

Application of GA-SVM in classification of surrounding rock based on model reliability examination

In order to improve the discrimination precision of support vector machine(SVM)in classification of surrounding rock,a Genetic Algorithm(GA)was used to optimize SVM parameters in the solution space.The idea of examination of model reliability was introduced to check the reliability of the SVM parameters,obtained by genetic algorithms.In the process of model reliability,a trend examination method is presented,which checks the reliability of the model via the influence trend of impact factors on the object of evaluation and their evaluation level.Trend examination methods are universal,showing new ideas in model reliability examination and can be used in any problems of examination of reliability of models,based on previous experience.We established a GA-SVM based reliability model of a classification the surrounding rock and applied it to a practical engineering situation.The result shows that the improved SVM has a high capability for generalization and prediction accuracy in classification of surrounding rock.     

基于支持向量机的变压器油中溶解气体浓度预测

提出利用支持向量机进行电力变压器油中溶解气体浓度预测的方法,该方法能很好地解决小样本的学习问题,适合贫数据的DGA建模且具有较高的精度和良好的泛化能力。