基于ADuC812的嵌入式光纤位移传感器

针对反射式强度调制型光纤传感器易受干扰影响和非线性问题,提出了一种嵌入式光纤位移传感器设计。它采用随机/同轴组合型光纤束作为位移敏感单元,采用嵌入式系统ADuC812对信号进行采集、两路信号相除、线性化处理和输出,消除了光源波动等共模干扰的影响,实现了线性化。结果表明:通过引入ADuC812,提高了光纤传感器的测量性能,灵敏度达到6 kV/m,线性度小于±1%,使其能得到更广泛的应用。     

一种反射式光纤位移传感器的线性化电路设计

采用随机型光纤位移传感器和半圆型光纤位移传感器,使用电子线路对光纤位移传感器的信号进行处理和线性补偿,取得了较好的效果,从而扩大了传感器的测量范围。     

一种用于薄结构振动测量的新型光纤传感器

一种用于薄结构振动测量的光纤传感器，其中光纤上加工有若干个敏感区，上述若干个敏感区的长度、深度可相同，也可不相同。上述若干个敏感区中，其相邻两敏感区的步长可相同，也可不相同。本传感器用于检测时，由于光沿光纤传播过程中在该敏感区产生一部分损耗，该损耗是曲率变化的函数，由此实现了对光输出端光强的调制。同时，本传感器通过敏感区参数的匹配，实现振动模态的分布式测量，即保证在测量一种振型时，其它振型在该光纤上无传感信号输出，实现了振动位移模态的分解和检测。另外，本传感器无需耦合器件，其结构简单，灵敏度高，而且还是一种设计巧妙的用于薄结构振动测量的新型光纤传感器。     

Boxcar积分器提高光纤光栅传感器解调精度的分析

阐述一种根据Boxcar积分器原理实现光纤光栅传感器B ragg波长移动的FFP精密解调原理,将FFP输出的光强-电压周期信号转换为光强度-时间周期信号,利用扫描式取样积分器得到形状与输入的被测信号相同,而周期变大的的输出波形,提高了幅值信噪比和时间分辨力,从而提高光纤光栅波长位移测量精度。     

BGP9L-6G高压配电开关柜的温度监测系统设计

针对井下变电所采用的BGP9L-6G高压配电开关触点、母线温度监测这一难题,文章提出了一种基于光纤传感技术的主动式温度监测系统设计方案。该系统采用AVR单片机控制光源发出光信号,光信号经输入光纤进入光纤温度传感器,光纤温度传感器内部的双金属片受环境温度影响产生的变形转换为上下位移,使耦合到输出光纤的光强发生变化;经过调制的光信号与未经光纤传感器调制的光信号经过光电转换后进入LOG114进行对数放大、差动放大,并输出二者的电流比;之后通过A/D转换、数据分析计算等得到温度值。在高低温试验机上的实验结果表明,该系统检测灵敏度高。     

精密光纤位移传感器的研制

介绍一种采用全光纤法布里一珀罗干涉仪原理研制的超精密光纤位移传感器.具体介绍了工作原理、信号处理方法和实验装置,给出了实验结果.该传感器的位移分辨率为0.05(?),精度为0.5(?).     

针式打印头用光纤位移传感器

光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列独特的优点。本文选用反射式民光束光纤位移传感器，用于计算机打印针头的测试，成功地完成了动态信号的检测。     

高g_n值MEMS加速度传感器封装的研究

对一种新型双悬臂梁高gn 值MEMS加速度传感器进行有限元模拟。采用双悬臂梁传感芯片的一种实际封装结构 ,进行频域分析和时域分析 ,讨论封合传感器芯片和封装基体的封合材料对其输出信号的影响。频域分析表明 ,封合材料的杨氏模量对封装后加速度传感器整体的振动模态有一定影响 ,封合胶的杨氏模量很小时 ,会致使加速度传感器的信号失真 ,模拟表明可选用杨氏模量足够高的环氧树脂类作高gn 值传感器的封合材料。时域分析静态模拟表明 ,封合材料的杨氏模量 ,对最大等效应力和沿加载垂直方向的正应力最大最小值基本无影响。时域分析动态模拟表明 ,随着封合材料杨氏模量的提高 ,动态模拟输出的悬臂梁末端节点位移的波形和其经数字滤波后输出的信号变好 ,封合材料的杨氏模量不影响输出信号的频率和均值 ,在加速度脉冲幅值输入信号变化时 ,悬臂梁末端位移平均值输出信号与输入有良好的线性关系。     

基于DBR光纤激光传感器的超声与温度双参量测量研究

介绍了一种基于DBR光纤激光传感器同时测量超声与温度的双参量测量方法。通过对光纤DBR激光传感器中,由双折射效应产生的两种非简并偏振模式拍频的调制,同时获得温度与超声的测量信息。文中首先基于DBR光纤激光传感器偏振外差技术测量的基本理论,分析其在温度信号调制和超声信号调制下的测量原理。然后,设计温度与超声测量实验,得到不同温度下DBR光纤激光传感器的频谱输出,以及同一温度下（34.9℃）,两种超声信号（5 MHz和7 MHz）的频率调制输出。最后,实验论证了不同超声信号在不同温度下的双参量测量输出。本文通过理论与实验的对比分析,表明了DBR光纤激光传感器在超声信号测量的同时,还可以实现温度信号的测量,10 MHz以内温度灵敏度均值0.116 MHz/℃。     

基于信息融合理论的双光路光纤位移传感器的研究

提出了一种基于信息融合理论的双光路光纤位移传感器的测量结构,并进行了数学建模.利用曲线拟合方法得出了两光路输出的关系函数,以此对系统进行实时补偿.论述了该方法克服系统中存在的光路扰动问题、解决光纤位移传感器的不稳定问题和提高系统测量精度的原理.实验表明,经补偿处理后基本消除了温度对光纤位移传感器的影响,使测量准确度和系统稳定性得到提高.     

基于工业以太网的顶板离层检测传感器设计

针对传统的顶板离层检测方法存在测量精度低、测量结果无法自动上传的问题,设计了一种基于工业以太网的顶板离层检测传感器。该传感器采用2个拉绳式位移传感器检测顶板离层的深部和浅部位移量,通过位移检测电路将拉绳式位移传感器输出的电流信号转换为电压信号,供单片机采样;单片机根据采样的电压值,分析计算深部和浅部位移,得到顶板离层量;计算结果通过以太网自动上传,供地面监控计算机分析使用。测试结果表明,该传感器可以实现顶板离层位移的精确测量,测量误差为±2.5%,并可以方便地上传测量结果。     

LVDT位移传感器电压电流转换电路的设计

为使传感器输出信号能够远距离传输,设计了一种0～5 V到4～20 mA的电压电流转换电路。在Howland电流泵电路的基础上,增加电压跟随器和偏置直流放大器,实现电压电流的精确转换。仿真分析和实验测试结果表明:电路能够满足传感器电流输出的要求,并已成功应用于LVDT位移传感器调理电路。     

磁致伸缩位移传感器双磁环间测量盲区的影响分析

为减小双磁环磁致伸缩位移传感器磁环间的测量盲区,对传感器在测量盲区内的输出信号进行了分析。从双磁环偏置磁场与磁环间距的关系进行研究,建立了双磁环磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算了不同偏置磁场强度的双磁环在不同间距与放置方向时传感器的输出电压,并通过实验进行了验证。结果表明,磁环规格相同时,测量盲区的大小与磁环放置方向无关,磁环偏置磁场强度越小,磁环间的测量盲区越小,磁场叠加影响的电压幅值变化量也越小。且在传感器的测量盲区内,电压输出信号将会受到偏置磁场与电压输出波形叠加的影响,这两种因素都会导致传感器检测失效。该研究结果为多磁环位移传感器磁环的选型及减小传感器磁环间的测量盲区提供理论基础。     

基于压电加速度传感器的天车监测系统设计

天车吊运系统不能实时监测大车、小车的运行速度和行车位置,为实现对天车的实时监测,将压电式加速度传感器应用到天车吊运系统中;介绍了加速度传感器的基本原理;阐述了振动信号采集系统的硬件组成,并利用图形化开发工具LabVIEW平台实现信号的高速采集;通过采集加速度传感器的输出电压,根据输出电压和灵敏度的关系,获得加速度的值,将加速度的值积分运算可进一步获得天车的速度和位移量;最终达到天车运行状态的实时监测,提高了天车运行系统的可靠性。     

差动变压器式位移传感器检测系统研究

介绍了差动变压器位移传感器的结构和原理,分析了零点残余电压产生的原因以及对差动变压器位移传感器灵敏度、线性度、精度的影响,并给出了有效的解决方法。应用LabVIEW对差动变压器副边线圈的差动输出信号进行检相、滤波等处理。结果表明:与其他检测方法相比,该差动变压器位移传感器具有更高的灵敏度和更良好的线性度。     

基于AD698的线性差动式位移传感器解码电路设计

线性差动式位移传感器(LVDT)由于其灵敏度高、线性度好、分辨率高、寿命长、可靠性高等优点,已广泛应用于机载测试系统中;为了设计出精度高,稳定性好,能够满足机载测试需求的LVDT传感器解码电路,分析了LVDT传感器磁芯位移与输出电压信号的关系,研究了AD698的内部解调原理,设计出了基于AD698的信号解码电路;该电路通过外围元器件产生传感器所需的激励信号,并对激励信号和传感器输出信号进行解调得到与传感器磁芯位移成正比的直流电压;最后通过实验验证该电路具有结构简单、稳定性高、精度高的优点,能够满足机载测试的要求,且该电路已经过高低温和振动试验,并成功应用于机载测试采集系统中。     

Consideration of theoretical equation for output voltage of linear displacement sensor using meander coil and pattern guide

This paper discusses the development and derivation of theoretical equation for output voltage on a displacement sensor based on inductive concept. A linear displacement sensor is used to detect the displacement of moving part on linear machines. It consists of a sensor head and a pattern guide. The sensor head is made from copper meander coil while the pattern guide is made from a soft iron (SS400). The mathematical equation of the sensor output voltage is derived using magnetic coupling method. The effect of input frequency on the output voltage is analyzed and has been compared with the measurement data.     

基于应变式传感器的压电陶瓷定位系统设计

基于压电陶瓷驱动的纳米扫描和定位系统,是原子力显微镜系统的关键部件。本文设计了基于电阻式应变传感器(SGS）的压电陶瓷微纳米位移定位系统。该系统在硬件上采用仪表放大器对SGS应变信号进行RF滤波、放大、模拟滤波处理得到与压电陶瓷位移变化线性相关的电压信号,该信号由高精度AD采集,并通过控制器输出到上位机软件MATLAB中进行噪声分析、FIR数字滤波去噪、线性度分析。实验结果表明,该位移检测系统输出电压噪声峰峰值小于0.5mV,输出非线性误差小于0.06%,可实现2nm的位移分辨率。该定位系统可以应用于原子力显微镜的开发中。     

基于边缘电场传感器的大范围位移测量方法

主要研究基于边缘电场传感器的位移测量方法,由于在测量位移时交叉指型传感器互导电容的变化具有周期性,因而可以实现大范围的位移测量.运用Ansoft Maxwell有限元仿真软件对边缘电场传感器的二维半波长模型进行了仿真分析,仿真结果表明当传感器工作区间内有物体移动时,会改变传感器的电场分布,使传感器互导电容发生周期变化.设计了一个简单的、低成本的调理电路,可以将电容变化转化为电压输出信号,得到边缘电场传感器输出电压与电容的关系.对电极尺寸为35 mm×30 mm×0.02 mm的边缘电场传感器进行了测量实验,实验结果与仿真结果吻合较好.     

差动变压器式电磁轴承位置检测传感器研究

转子位置的检测精度直接影响电磁轴承的控制精度。介绍了不同类型位移传感器的基本原理和特点,根据电磁轴承系统对位移传感器的特殊要求,以及差动变压器式传感器的输出电压有效值与气隙变化量成线性关系的优点,选择其作为电磁轴承系统的位置检测传感器。并采用专用芯片AD598构成信号处理电路,提高其性能。