线位移导电塑料电子尺标准电流输出传感器研发

一种能直接输出标准电流信号的线位移导电塑料电子尺传感器,产品结构由导电塑料电子尺分压器和微电路模块组成,分层可拆一体式。通过输入5～24 V直流电压后,能直接输出4～20 mA高精度电流信号,控制机器设备的"开"与"合"的直线往复运行过程。作为一种新型高性能传感器,具有高精度、高寿命、高输出平滑性、高分辨力和抗电磁干扰的产品特点,在许多领域取代了电感传感器和线绕电位器等电压输出型传感器。     

新型气体热导传感器及其应用设计

气体热导传感器是利用被测组分和参考气的热导系数不同而响应的浓度型传感器。文中介绍了一种新型气体热导传感器TCS208F的特点、结构及指标,由于其输出是微弱信号,所以设计出其信号调理电路。传感器检测到的微弱信号由测量电桥调理输出,通过集成芯片AM402中的仪表放大器进行差分放大,由于远距离传输的需要,再将电压信号送入U/I变换器转换成0~20 mA的工业标准电流信号,最后再把电流信号转换为电压信号送入单片机。     

数字称重传感器的信号获取及处理

分析了研究了石英谐振式称重传感器的输出信号的获取及数据处理方法,并针对输出信号的特点,提出了数字非线性滤波,开窗线性滤波,漂移抑制等组合数据处理方法,得到了高精度,高稳定度和响应快速的秒重传感器数据,文中给出了具体的信号提取电路和分析处理数据实例。     

用于纹理辨识的磁致伸缩触觉传感器研究

纹理是物体表面微观结构的体现,为了解决机器手在工作时无法准确辨识物体表面纹理的问题,利用新型磁致伸缩材料铁镓合金(Galfenol)设计了一种纹理辨识传感器。基于磁致伸缩逆效应、欧拉-伯努利梁结构动力学理论并结合传感器与纹理表面的接触轨迹建立了传感器输出电压与表面纹理结构的关系。搭建实验平台对纹理样本进行测试,得到了传感器具有良好输出特性时的偏置磁场值。结果表明,传感器输出电压峰值与纹理高度、传感器输出电压信号周期与纹理间距均呈近似线性关系,能够应用输出电压峰值及输出电压信号周期辨识纹理结构。通过对传感器重复性的计算得出,传感器使用时最佳接触速度为2 cm/s。     

磁性液体水平传感器的数值模拟与实验验证

建立了一种以磁性液体为感应元件的水平传感器的数学模型,利用数值模拟的方法对传感器的输出特性进行研究,并通过实验对数值模拟结果进行验证。结果表明:数值模拟与实验结果基本一致。当结构参数确定之后,该种传感器的输出电压信号及灵敏度正比于磁性液体的磁化系数、激励信号的输入电压有效值、激励信号的输入频率;输出电压信号与被测倾角呈线性关系,而灵敏度则与被测倾角大小无关;输入频率信号的适合取值范围为500～2000Hz。     

高精度电压气象信号产生电路设计

针对电压型气象传感器（湿度传感器HMP45D、辐射传感器TBQ-2B和气压传感器PTB220）输出信号的特点,以低功耗处理器、新型DAC、低失调电压的信号调理电路为核心,设计了一种可程控的高精度电压气象信号产生电路,模拟传感器的输出信号,为自动站采集器的故障判断和检定提供标准的气象信号源。设计上分别采用总线隔离技术、电源隔离技术和软件补偿等措施,提高了模拟信号的精度。测试表明：该电路工作稳定,输出电压精度高,误差小于10μV。     

具有多种输出方式的风向传感器设计与实现

为了增加风向传感器的使用灵活性,本文设计了一种可配置为电流或电压输出的风向传感器。该传感器利用单片机采集风变换器数据,并可以控制输出电路输出4-20mA电流信号、0-20mA电流信号、0-5V电压信号、0-10V电压信号中的一种信号。该传感器具有性能可靠、精度较高、使用灵活等优点,可以广泛用于各行业的风向测量。     

聚吡咯机械传感器传感特性研究

针对聚吡咯在传感器方面的应用问题,对其作为机械传感器时的传感特性进行了研究,提出了一种在施加外部静态偏转的情况下,采集PPy机械传感器传感输出的微弱电信号的测量方法,并建立了具有屏蔽外界干扰功能的输出信号测量系统。对传感器施加由小变大和由大变小两组偏转位移,在屏蔽外界干扰的条件下依次测得了对应的传感输出信号,通过分析传感输出电压与输入偏转位移之间的关系,得到了完整的聚吡咯传感输出去/回程特性曲线方程。研究结果表明,该测量系统能够实现测量PPy机械传感器在静态偏转的状态下所输出的电压信号,且传感输出与输入变化规律基本一致;由得到的特性曲线方程可以发现,在其传感过程中存在非线性迟滞现象,该发现可以为聚吡咯用于制作机械传感器提供一定的实验依据和参考。     

基于AT89C52单片机的容栅传感器测距系统

根据容栅传感器的检测原理,应用单片机对其输出的串行信号进行处理。设计了一套以AT89C52单片机为核心的容栅传感器测距系统,该系统通过将容栅传感器输出的串行信号转换成并行信号的方法,方便地实现单片机对容栅传感器输出信号的处理。该硬件结构简单,工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。文中阐述了容栅传感器的输出信号与该测距系统的硬件电路构成、工作原理及软件设计方法,并提出了一些改善系统的建议和方法。     

NiCr合金薄膜测力传感器设计制作与力学标定

为了满足切削力信号精确测量的要求,制作了两种结构的切削力测量用镍铬合金薄膜传感器样品、可调式改良应变测试仪桥盒,进行了传感器静力学标定与实际切削力测量试验。使用DASP 36通道振动与噪声信号采集分析系统与YD-15型动态电阻应变仪进行采集与读取测量时的电压信号与应变信号,将采集的应变信号经MATLAB转换为压力应变曲线图,将传感器应变、输出电压值与其对应的理论仿真值进行对比,结果表明测量值与其误差较小,两种传感器的力学测量性能良好。     

Dynamic calibration method of high-pressure transducer based on quasi-δ function excitation source

This paper presents a dynamic calibration method of frequency response characteristics of high-pressure sensor. In this method, the pressure sensor was under high hydrostatic pressure in advance, then use the bullet impacted Hopkinson bar and generated quasi-δ function signal with small amplitude, which excited the sensor being calibrated. The excitation signal of sensor are collected, at the same time, output signal of the sensor are collected, and at last, the collected data are processed according to calibration principle and calculated the frequency response of the sensor being calibrated. This calibration method realized dynamic calibration of high pressure sensor under actual working pressure; it can realize the low limit frequency of the calibrated frequency range strictly reaches to zero frequency. This method can also be applied to acceleration sensor, transient high-temperature sensor, and other types of sensors. In this paper, the calibration principle of quasi-δ function dynamic calibration method is introduced. The relationship among pulse width of excitation signal, frequency range that can be calibrated and calibration precision is analyzed. The experimental results are also shown.     

保险粉“四合一”旋转反应釜压力测量及无线传送

采用无线通信模块、数据采集模块、信号输出模块和有线压力变送器完成保险粉"四合一"旋转反应釜的压力测量和传送,并对测量和传送的系统构成和相关模块参数设置进行了阐述。     

Note: anti-strong-disturbance signal processing method of vortex flowmeter with two sensors

Some digital signal processing methods have been used to deal with the output signal of vortex flowmeter for extracting the flow rate frequency from the noisy output of vortex flow rate sensor and achieving the measurement of small flow rate. In applications, however, the power of noise is larger than that of flow rate sometimes. These strong disturbances are caused by pipe vibration mostly. Under this condition the previous digital signal processing methods will be unavailable. Therefore, an anti-strong-disturbance solution is studied for the vortex flowmeter with two sensors in this Note. In this solution, two piezoelectric sensors are installed in the vortex probe. One is called the flow rate sensor for measuring both the flow rate and vibration noise, and the other is called the vibration sensor for detecting the vibration noise and sensing the flow rate signal weakly at the same time. An anti-strong-disturbance signal processing method combining the frequency-domain substation algorithm with the frequency-variance calculation algorithm is proposed to identify the flow rate frequency. When the peak number of amplitude spectrum of the flow rate sensor is different from that of the vibration sensor, the frequency-domain subtraction algorithm will be adopted; when the peak number of amplitude spectrum of the flow rate sensor is the same as that of the vibration sensor, the frequency-variance calculation algorithm will be employed. The whole algorithm is implemented in real time by an ultralow power micro control unit (MCU) to meet requirements of process instrumentation. The experimental results show that this method can obtain the flow rate frequency correctly even if the power of the pipe vibration noise is larger than that of the vortex flow rate signal.     

无功补偿控制器中数据采集及FFT算法处理

控制器集无功补偿、电度量计量、电能质量监测以及通信于一体，将三相电压、电流信号通过传感器进行转换和信号调理，送入单片机80K196KC中的A／D转换器，通过对信号一个周期内的等间隔采样和将电压、电流作为复序列的实部和虚部对采样数据进行快速傅里叶变换处理(FFT)，对电压、电流信号进行频域分析，从而得到各有关电量参数，实现无功补偿、电度量计量及电能质量监测功能。对谐波分析的基本原理、采样方法和采样数据处理的方法进行了详尽阐述，给出了硬件电路和软件设计方法。而且，对数据进行处理的FFT算法进行了分析。本算法经实际测量表明：精度满足无功补偿、电度量计量及电能质量监测的要求。     

基于应变片阵列的机器人变刚度关节力矩传感器研究

设计了一种新型的机器人关节力矩传感器,主要用于获取关节处的力矩和转角信息,以此来计算关节刚度。传感器是由传递力矩的弹性体、旋转电位计和信号处理电路组成。弹性体通过结构参数的设计与优化来提高灵敏度。信号处理电路一方面用于对旋转电位计的输出电压信号进行滤波,另一方面对由2×2应变片阵列组成的两组全桥电路进行放大和滤波处理。最后,通过对传感器进行加载实验获得力矩、角位移与输出电压的关系,采用最小二乘法对传感器进行静态标定。传感器输出的转角和力矩信息可作为控制系统的调控依据。     

航空发动机推力销水平推力校准试验技术研究

为了得到航空发动机推力与推力销应变输出之间的线性关系,利用自行研制的载荷标定试验设备,对推力销的推力进行了校准试验.分别利用剪力应变桥和弯矩应变桥的改装测试方式,通过施加不同的水平推力对推力销的应变输出进行测量,得到推力销应变计输出与载荷的关系,即可得到载荷标定方程.通过数据处理与线性拟合的结果表明,两种应变测量方法均具有良好的线性度和重复性,均可用于航空发动机车台试验的推力测量.     

通用型光栅信号处理系统的研制

为了实现基于光栅传感器的位移测量,设计了一种通用光栅信号处理系统。无论光栅尺的输出是方波信号还是正弦波信号,处理系统均可识别并处理。运用FPGA芯片对光栅信号进行四倍频细分、辨向以及可逆计数。计数得到光栅扫描测头的位移数据经由DSP预处理,然后通过ISA或串口传到上位机,并由液晶显示位移结果。实现了对光栅信号的测量处理过程,同时通用性得到了提高。     

基于柔性传感器阵列的边界层分离位置测定实验研究

结合边界层分离点附近的剪应力变化规律，提出针对在飞行器外表面贴附微型传感器的分离点检测方法，给出了相应微型剪应力传感器阵列的设计方案。研制了在柔性聚酰亚胺衬底集成微型热敏传感器的柔性传感器阵列，解决了柔性传感器阵列对微细加工工艺要求较高的难题。在低速风洞实验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号的处理判断方式进行了验证，实验结果分析表明，研制的微型热敏传感器阵列能够实现对流体边界层分离位置的在线测量。     

自动气象站蒸发传感器校准系统的研究

为了解决自动气象站蒸发传感器的电信号故障排除问题,对自动气象站蒸发传感器电信号进行了分析和研究,设计出一种模拟电信号校准系统,该系统以电流变送器XTR116、高精度AD/DA转换器和单片机MSP430为核心,采用软硬件校准相结合的方法,设计了软件程序和硬件电路。实验结果表明,该系统工作稳定,可靠性高,测量精度可达0.9%,可用于对自动气象站蒸发传感器输出电流信号的准确校准。     

一种基于多方法的多传感器数据融合算法研究

提出了一种基于多方法的多传感器数据融合算法,分批估计融合求得单传感器最优估计值,然后依据权值最优分配原则进行分组自适应加权融合处理.通过对多热电偶测温的实测数据分析表明,与算术平均值法、单传感器分批估计和自适应加权相结合的算法以及单传感器分批估计和多传感器分批估计相结合的算法相比,绝对误差分别降低3.52℃,1.28℃和1.227℃,相对误差分别降低0.294％,0.107％和0.102％.