平面电容传感器液位检测系统设计

为了对高度小于100mm的液位进行非接触式测量,采用液位变化改变平面电容边缘电场参量的方法,对平面电容传感器的工作原理进行了理论分析,研究了平面电容传感器的结构参量对其灵敏度、穿透深度的影响,并对传感器结构参量进行了优化, 基于平面电容传感器, 设计了非接触式低液位检测系统,通过对纯净水、洗洁精溶液和墨汁的实验验证,取得了0mm~100mm范围的液位测量数据。结果表明,该检测系统工作稳定,具有线性输出,重复性误差约为±0.28%,数据修正前的测量误差小于7.8%。这一结果对非接触式较低液位的检测是有帮助的。     

单一平面电容式漏水检测传感器的研究

针对北方地区冬季暖气管道漏水可能导致的大型设备机房或重要仪器损坏的问题,提出了一种用于管道漏水检测的单一平面电容式传感器的设计方案。该装置利用平面电容原理,检测水滴落在平面电容上时引起的电容变化,采用微电容测量电路将电容转换成频率,然后通过单片机处理后计算出电容值,通过和预先设定的阈值电容的比较来判断平板上是否漏水。经实际试验,该方案实施的平面电容式漏水检测传感器应用于管道漏水检测具有结构简单、成本便宜、性能可靠的特点。     

用于液体违禁品检测的电容传感器设计

提出了利用液体介电常数的电子测量,实现一种快速、无辐射、非接触、低成本的液体违禁品探测的新方法。在研究了液体介电常数测量的理论,并结合具体应用场合的基础上,提出了基于平面板电容器原理的平面板电容传感器和改进型的梳妆电容传感器电极,从理论的角度上对电极的参数进行了探讨。通过实验证明了改进型的梳状电极能够在不开瓶取样的情况下,有效鉴别出在厚度为4mm以下的非金属容器中浓度50%以上的酒精和水,可以用于非接触式液体违禁品快速检测。     

电容电感测试仪的设计

介绍了电容电感测试仪的测量原理和电路设计方法,采用STC89C51单片机作为计算核心,以LC三点式振荡电路作为测量电路,采用固定的电感和电容组成LC振荡电路。单片机负责控制频率的测量,并利用单片机设计频率计测量得到分频后的频率,运用谐振频率公式,间接得到待测的电容值或电感值。该方案进行电容和电感的测试,具有电路原理简单、体积较小的优点。     

平面电容传感器在探测材料损伤中的研究

通过ANSYS软件分析了平面电容传感器电容量与极板宽度和极板间距的关系,并选择合适的平面电容传感器探头的尺寸。针对非金属材料表面下水损伤的检测,提出了一种结构简单、操作方便的三电极平面电容传感器检测法。根据平面电容传感器检测材料相对介电常数的变化,深入研究了非金属材料表面下水柱损伤深度和水柱损伤区域大小对电容量的影响。仿真和初步实验结果表明,在一定范围内,测得的电容值随着水柱损伤深度和损伤区域大小的变化而变化。     

基于电容传感器的太阳能热水器水位检测系统

文章利用绝缘处理的导体浸入水中与水组成电容两个极板,其容值大小反应水位高低的原理,设计了用于太阳能热水器水位检测的电容水位传感器。为与现有太阳能热水器的水位温度控制器兼容,设计并实现了直流电压和脉冲两种信号的输出电路。电容水位传感器克服了原有各种传感器存在水位指示粗糙、水电接触污染水质和制作复杂等缺陷,其具有水电无接触、不污染水质、成本低、使用方便和工作可靠等特点,并且它所反应的水位是连续无级变化的,在太阳能热水器领域中具有广阔的应用前景。     

应用平行极板式电容传感器检测润滑油品质的研究

分析和探讨了润滑油介电常数变化的微观原因,并基于介电常数测量原理,以实现润滑油质量的现场快速检测为目的,考虑灵敏度、信噪比、击穿电压等参数要求,设计了平行极板式电容传感器。采用谐振法对不同使用期的油样进行了测试实验,其中重复性测试数据的最大偏差为4,8％。应用计及边缘效应影响的计算公式对数据进行了处理,结果表明该传感器能在不改变机器内部油路结构的情况下快速有效地检测油液介电常数的变化,为科学判断润滑油使用状况提供依据。     

基于叉指电容传感器的油品电学参数检测系统设计

食用油关系人们身体健康,现有技术不能实现快速方便检测。提出以新型叉指电容传感器为基础,基于介电常数测量原理,采用电容数字转换芯片AD7746,利用I2C串口协议和微控制器PIC18F452单片机进行通信,实现电容数据的采集和处理,构成一个快捷实时食用油检测系统。首先对常见的食用油进行测量,再依次加地沟油进行测量,最后对不同煎炸时间的食用油测量其中电容变化,得出实验数据。结果发现煎炸时间越长,油中极化分子越多,对健康影响越大。     

基于差动式电容传感器的车辆载荷检测系统

针对传统车辆载荷检测系统存在的不足,提出了一种电容式车辆载荷检测系统,该系统的载荷检测传感器采用差动式结构,大大提高了测量的灵敏度和非线性,电容测量线路采用差动脉冲宽度调制集成测量电路,数据的采集和处理采用自带A/D转换器的STC89LE516AD单片机芯片,数据通信采用无线通信模式。这种载荷检测系统结构简单、成本低廉、安装方便、性能可靠、测量电路简单、抗干扰性好,可用于交通数据的采集和便携式测量,具有良好的使用前景。     

平面埋入电容的印制电路板研究

文章介绍以有机/无机复合薄膜作为电介质层的埋入式平面电容,其结构为金属-介质-金属,其具有与印制电路板制造工艺的良好兼容性,采用层压法进行平面埋入式电容的制作,其工艺简单,制作成本较低,可实现大规模量产。     

基于ZigBee-GPRS的土壤墒情检测系统设计

随着现代无线通讯技术的发展和普及,无线传感器网络的应用逐渐成熟。在此利用ZigBee组成的无线传感器网络和GPRS无线通信技术构成大范围远程温湿度数据采集系统,进行了硬件和软件的相关设计,并仿真验证其合理性和可实现性。该设计可以实现土壤墒情的自动检测和智能化节水灌溉,有利于促进农业现代化的发展。     

基于磁感线圈的车流量检测的研究

为了解决车辆计数问题,将环形线圈作为传感器,铺设在公路行车道上。当车辆通过线圈上面时,由于电感L发生变化,引起振荡电路的频率发生变化;通过锁相环芯片检测频率的变化,使模拟信号转化成数字信号,将锁相环产生的输出信号传入单片机;当单片机检测到锁相环的输出电平由高变到低时,便计数一次,从而完成对车流量的检测。在检测模型的测试中,该系统表现出较快的检测速率和较低的误检率,具有一定的抗干扰能力。     

基于电容传感器的纸张计数器设计

本文利用电容式传感器FDC2214设计制作了一个纸张计数器。待计数的纸张放置并被压紧于平行板电容器的两金属极板间,电容值随板间距(纸张厚度)变化,从而引起计数器前端谐振回路谐振频率变化。该传感器将感测到的谐振频率变化数字化,并送处理器进行中值平均滤波以降低噪声影响。系统将采样值与前期校准学习预存数据进行比对匹配,从而得到纸张计数值,并对计数结果进行液晶显示和语音播报输出。     

基于无线地磁传感器的交通流检测系统协议设计

提出了一种基于无线地磁传感器的交通流检测系统协议设计,解决了现有智能交通中数据采集的可靠性问题。该系统在Mesh网络拓扑下,采用ZigBee技术作为无线通信方式,设计特有的帧结构,并在调试、常规和配置模式下分别设计出合理的传输协议,达到高可靠性传输的目的。     

Geographical position spoofing detection based on camera sensor fingerprint

Currently, position check-in on mobile devices has become a fashionable social activity. Meanwhile, criminals probably tamper the geographical position (geo-position) information to provide an alibi. Therefore, it is of importance to identify the authenticity of geo-position. To our knowledge, many current methods for geo-position spoofing detection mainly rely on geo-position information in the database. However, these methods possibly fail in the case of missing prior information or lacking rich training samples. To address that challenge, this paper proposes an alternative manner for detecting the geo-position spoofing via camera sensor fingerprint. In particular, the camera sensor fingerprint is first extracted through the images posted by an inquiry user based on the well-designed denoising filter. Second, the authenticity of the geo-position is verified by comparing the consistency of the residual noise from newly-posted images with position check-in and the unique camera sensor fingerprint from an inquiry user. Finally, the extensive experiments are conducted on the image database, that empirically indicates the relevance of our proposed simple but effective method.     

新型压电式传感器前置放大电路的设计

在油气井出砂检测中,压电式传感器检测到的出砂信号弱、频率高,常用的电荷放大器不能满足要求。基于此问题,文中开展了针对出砂信号的前置放大电路的研究,该电路由电荷放大器、带通滤波器、过载指示等电路组成,其中电荷放大器电路选用高阻型的运放AD823实现,带通滤波器的带宽设计为100kHz～1MHz,并且利用EWB电路仿真软件对电荷放大器和滤波电路进行了仿真,仿真结果与设计指标一致,验证了参数选取的合理性。最后,给出了该电路在出砂检测系统中的试验情况,结果表明参数选择合理、性能稳定。     

基于激光传感器的钢轨轨廓检测技术的研究

针对传统的机械式测量钢轨轨廓精度不高、可靠性差、工作效率低等问题,提出一种基于激光传感器的钢轨轨廓检测技术。从实际需求出发,通过数据滤波、坐标变换、拟合匹配、误差检测等方法,实现对钢轨的全自动在线检测。通过工程试验证明,该检测技术重复性精度能达到0.03 mm,能够满足铁路上对于钢轨轨廓检测的要求。     

用于数字闭环加速度计的差动电容检测电路

数字闭环加速度计是加速度计领域最新的研究课题,它具有直接输出数字信号、累积误差小,采样时间短等优点,因此对差动电容检测电路的要求也很高。本文为满足数字闭环加速度计的需要设计的单载波调制解调型差动电容检测电路,分析了方案优缺点,给出了系统和检测电路的原理框图,以及各个功能模块的电路图和传递函数,最后通过实验验证,得到该电路满足灵敏度高,分辨性能好的要求,并且该电路在其他微弱信号检测领域也具有一定的实用意义。     

基于低分辨率红外阵列传感器的头部运动检测

在驾驶和在线课堂这类持续时间较长的行为中,人们容易出现分心而导致事故发生或上课效率差。为检测这类分心行为,提出了一种基于低分辨率红外阵列传感器的头部运动检测方法,它在实现行为监测的同时也保护了个人隐私。首先,基于图像处理方法提取了人体的显著区域;然后设计了一种三维图像融合算法来提取时空域的变化信息;最后,设计了一个改进的残差网络来实现头部运动分类。面向驾驶和在线课堂应用场景设计了10种头部运动。实验结果表明,在50 cm到100 cm的检测范围内,平均识别率为96.76%,处理速度为9帧/s,优于现有算法。将该系统应用于车内实测,也达到了93.7%的准确率。