称重传感器弹性元件的设计与研究

弹性体是应变式称重传感器的关键部件,对其合理的尺寸设计,是保证传感器性能如线性度、灵敏度的关键。经典的传感器弹性体设计方法是以解析法设计,其设计周期长、效率低、废品率高。采用Ansys workbench有限元优化设计法,对传感器的弹性体尺寸设计及优化,有效避免了解析法设计的不足,且能模拟工况加载,确定弹性体应力应变敏感区,找到贴片位置,提高传感器的设计效率。     

动态车辆衡器的传感器选择

本文叙述了在动态衡器设计中的传感器的选择设计,这在其设计工作中是至关重要的。在充分了解衡器的力学状态和工作环境及传感器的技术性能的基础上,从传感器的机理和内在指标上来选择,以此从根本上保证衡器的主要技术指标、计量精度、使用寿命。以避免更改设计或频繁更换传感器,将核心装置传感器视为易损件。     

磁弹索力传感器设计方法研究

针对目前缆索的磁弹索力传感器的设计尚无比较完善的方法的现状,在讨论磁弹索力传感器基本原理的基础上,分析了磁弹索力传感器的结构及内部各磁场分布特点;从缆索、线圈、磁场、信号几方面出发,对缆索的磁弹索力传感器的设计方法进行了研究,提出了保证传感器的感应线圈内部缆索磁化均匀性、线圈安全励磁、提高灵敏度和信噪比等参数设计的具体方法与准则;根据钢缆索材料磁弹效应的材料特性优化传感器的工作点;最后针对某实际工程上应用的缆索,完成了磁弹索力传感器设计的仿真计算与实验验证,结果表明:传感器达到了预期的设计效果,且灵敏度为-0.3535mV/MPa,此设计方法用于磁弹索力传感器的设计可行。     

高可靠性压力传感器的设计与研究

基于MEMS技术的压阻式压力传感器在工业领域应用广泛,传感器的可靠性设计是传感器技术的研究热点,针对汽车电子、石油化工等领域对高可靠性压力传感器的需求,提出了高可靠性压力传感器的设计方法。最后,通过可靠性强化试验对设计的传感器进行可靠性评价,试验结果表明该传感器具有极高的可靠性。     

一种新的拉线式位移传感器的设计及其应用

研究了一种新的拉线式位移传感器的设计及其应用。简要分析了传统拉线式位移传感器的工作原理及其不足,针对此从结构上对这种传感器进行了优化设计,并从性能上对所设计的传感器进行了分析。实验证明所设计的传感器测量精度高、耐磨性好、具有良好的研究和应用价值。     

横向磁通径向位移传感器研究

横向磁通传感器是一种对转子径向位移进行测量的新型传感器。与传统的涡流或电感式传感器相比,其凭借独特的探头设计,具有高性价比、高精度、高灵敏度、结构紧凑等优点。通过理论分析,研究了影响该传感器灵敏度的若干因素。建立有限元模型,通过仿真明确了传感器探头设计的要点,总结了设计规律。设计并优化实验电路,搭建实验平台完成了对传感器的性能测试,结果表明该传感器具有良好的灵敏度、线性度和极低的X-Y耦合度。将此传感器成功应用于某主动式磁轴承转子的位移检测,实现了稳定悬浮,并且转速达到了12 000 r/min。     

某型无人直升机飞行传感器故障模拟与容错技术研究

针对某型无人直升机半实物仿真系统中传感器故障模拟与容错技术问题,设计了无人直升机飞行传感器模拟系统来模拟大气数据计算机、无线电高度表、GPS机载传感器等信号,对无人直升机的高度、升降速率和速度进行了故障仿真、替代容错处理及模态容错处理,提出了软件故障注入方法并实现了传感器模拟信号的注入,采用VC6.0设计了以上3种传感器的故障注入程序,实现了对无人直升机传感器故障容错设计的验证。研究结果表明,采用该设计验证方式能准确验证无人直升机传感器故障容错的有效性。     

牵引伞伞绳张力传感器设计

设计了一种新型牵引伞伞绳张力传感器。为了实现大量程、绳索无损和便于安装与拆卸,传感器结构设计为旁压梁式结构。对传感器弹性体进行了有限元的静力分析,通过ANSYS分析得到传感器弹性体受力梁应变变化规律,找到应变片最佳黏贴位置。按照设计结构加工了传感器并进行了拉力实验。实验测试和数据分析结果表明,该传感器设计满足牵引伞伞绳的张力测量要求。     

陀螺仪扭杆扭转刚度专用高精度力偶矩传感器的研制

在陀螺仪扭杆扭转刚度自动测试仪的研制过程中，需研制一套专用高精度传感器。本文重点介绍该套传感器中应变式力偶矩传感器的设计原理、设计方法及其静态特性。实验证明，所设计专用传感器能很好地满足设计要求，达到设计指标，且具有非常合理的性能价格比     

线结构光视觉传感器设计优化

线结构光视觉传感器的结构参数直接决定传感器测量精度。本文基于透视原理和坐标变换理论建立了线结构光视觉传感器的测量模型,并由此推导了传感器误差模型,分析了结构参数对传感器精度的影响及传感器像面误差分布。在对各参数综合分析的基础上,给出了传感器设计流程,推导建立了传感器设计约束方程,实现了传感器结构参数的自动与优化设计。     

智能移动机器人的多传感器控制避障研究

针对我们现实生活中未知的、时变的周围环境,提出了一种基于多传感器的自主移动机器人在多障碍物环境中智能避障的设计。利用自身安装的四探头一体防水超声波传感器、红外传感器为有效的环境感知提供障碍物的距离数值,采用核心芯片STM32F407处理多传感器获取到的距离数据,并将控制指令输入到执行单元。对其主控制电路、各个传感器接口的设计实现了移动机器人避障控制系统的硬件设计。通过对获得的多组传感器实验数值的分析以及对机器人样机的多次测试验证了其设计的可行性。     

面向运动力学测量的无线六维力传感器

针对目前六维力传感器普遍存在的体积偏大、操作繁琐、应用场景复杂的问题,设计了一种基于电阻应变原理的小型化无线六维力传感器。首先,基于十字横梁结构设计传感器的弹性体,并通过ANSYS软件进行结构静力学分析,确定了传感器的最优结构尺寸;其次,基于传感器小型化和无线传输的设计要求,设计了传感器的内部硬件电路,包括四等臂全桥电路、两级放大电路以及数据采集与传输电路,有效减小了传感器的体积,增强了灵活性;最后,设计并优化了静态标定方法及静态解耦算法,降低了传感器的维间耦合干扰,提高了测量精度。实验结果表明,该传感器室内无线传输距离达到8 m,传输速率满足中低频力信号测量,Ⅰ类与Ⅱ类误差均满足在高精度要求场合的使用。     

基于89C5.1实现智能晾衣架控制系统设计

运用传感器、单片机和电动机来控制晾衣架的伸张和收缩.主要解决89C51单片机硬件电路的设计、雨滴传感器电路的设计、光照传感器电路的设计、传动及电动机驱动电路的设计及软件设计等.通过对系统硬件和软件的设计,达到了预期的目的,收到了较好的效果.     

火场救灾装置的设计

根据火场环境的特点,设计与研究的一种能探测火源与探测生命的装置。该装置以单片机为处理器,通过设计相应的算法和程序协调热释电红外传感器、微波传感器、温度传感器、烟雾传感器等多种传感器的工作,识别与定位在灾难中被困的人员。     

固态压阻式压力传感器的计算机辅助分析与设计 一

本文从压阻效应理论、力学结构及有关微电子工艺理论等几个方面,总结了国内外单晶硅压阻式压力传感器技术的发展及其计算化辅助分析和设计工具的发展,提出了固态压阻式压力传感器计算机辅助分析和设计软件系统的体系结构,阐述了固态压阻式压力传感器的数值分析方法,传感器设计参数的容差分析与设计等方法,并讨论了有关设计问题。     

汽车衡传感器性能浅析

目前在汽车衡设计制造中采用的传感器主要为柱式传感器与桥式传感器,本文通过理论分析、试验论证,对两种传感器的优缺点进行了分析,对适用范围提出了观点,可以为汽车衡设计、选型提供一些参考。     

压力传感器厚膜温度补偿技术研究

采用厚膜电路制造技术实现硅基压力传感器的温度补偿,不仅可以使传感器的补偿精度高、补偿温区宽,而且可以使传感器的可靠性、抗震动性、耐高低温冲击性以及传感器的外观品质得以全面提升。文中介绍了压力传感器温度补偿电阻网络的原理、厚膜电路的设计和制造技术、网络阻值调整等方面的研究,通过合理的版图、结构和工艺设计,实现了OEM压力传感器的温度补偿,已在压力传感器产品的生产中得到成功应用。     

特种微机电系统压力传感器

通过对微机电系统(Micro-electro-mechanical systems,MEMS)压力传感器设计方法与封装制作工艺问题的研究,针对不同应用环境下对压力传感器的性能、尺寸及封装要求,提出相应的传感器力学结构模型——微压结构、梁膜结构及倒杯结构,通过相应的FEM有限元建模方法对传感器结构进行仿真分析并优化结构尺寸,建立合理的力学结构;进行MEMS工艺设计及封装工艺满足传感器微小尺寸、耐高温冲击响应及高过载能力等要求。其中,针对微压传感器在测量过程中高灵敏度与非线性矛盾问题进行力学分析及仿真,分析不同结构的传感器的力学特性及结构尺寸对传感器输出特性的影响,提出新型梁膜结构微压传感器结构,对新型结构传感器进行MEMS工艺研究;根据空气动力学试验、航空测试及火药爆破试验等对高温压力传感器的动态特性要求,采用倒杯式高频响压力传感器及齐平膜封装方式,提高传感器的动态响应特性,满足10 kHz到1 MHz的频响要求;通过有限元分析耐高温冲击封装结构,采用梁膜封装结构提高了耐高温压力传感器的可靠性。通过压力传感器仿真验证、静态特性试验及动态冲击响应试验验证传感器力学结构建模方法、MEMS工艺设计及封装设计的正确性。     

基于TDLAS的矿用激光甲烷传感器设计

为满足煤矿激光甲烷传感器的低功耗及抗电磁抗干扰的新要求,设计一种基于TDLAS原理的激光甲烷传感器,通过硬件电路设计增强传感器的电磁抗干扰能力,采用软件设计、逻辑控制、硬件设计结合的方式实现传感器的超低功耗。传感器通过国家检测中心检验,整机功耗仅为1.08 W;2级电磁辐射抗扰度、脉冲群抗扰度、浪涌(冲击)抗扰度实验,评价等级均为A级。该研究为矿用激光甲烷传感器的设计提供新的思路。     

面向微机械电子技术的自动化测量传感器设计

微机械电子技术的深入发展给传感器设计带来巨大改变,传感器逐渐向着自动化、微型化发展,以便用于更加精细化作业当中。为此,设计一种面向微机械电子技术的自动化测量传感器。传感器设计包括两个部分,前一部分给出设计方案,主要包括敏感膜片、转换元件、信号调节转换电路、传感器接口电路以及工作程序等几个关键部分的理论设计;后一部分根据前一步设计方案制成传感器成品,并进行性能检测,判断所设计方案是否合理,成品是否能够达到合格标准。结果表明:精度、可靠性、灵敏度、非线性度、迟滞特性、重复性等各项检测结果均在合格标准规定的范围内,由此证明传感器设计方案合理,可以进行生产和制造。