气、湿敏传感器动态校准和动态性能改进研究

本文首先提出了气体浓度和湿度的阶跃发生器，在此基础上介绍了气、湿敏传感器的动态校准方法。本文由实验阶跃响应数据建立了两个被校二氧化碳传感器的线性动态数学模型，并求出了频域的动态性能指标。最后，用模拟网络对上述两个二氧化碳传感器的动态性能进行了改进。改进结果表明，时域和频域的改进效果均较好。     

薄膜热电偶的动态校准及辨识建模

本文利用脉冲激光对一种薄膜热电偶进行了动态校准实验,采用系统辨识方法,从时域角度建立了薄膜热电偶传感器的动态数学模型,利用所建模型分析传感器的动态特性,给出了传感器的动态性能指标,并为改善其动态特性提供了依据。     

与环境连续接触时腕力传感器的动态特性分析

本文提出了机器人腕力传感器的数学模型，分析了连续接触时传感器的动态响应，讨论了由测量不精确，测量方法的近似及惯性力（包含重力）而引起的三类误差，探讨了各自的补偿方法。文中还探讨了如何由实际控制系统的控制性能要求选择适当的传感器性能参数。本文的研究将促进对与环境相作用的力传感器的动态性能的认识，对机器人的实用化也有着重要意义。     

新型压电扭矩传感器动态特性研究

用动力学理论对压电扭矩传感器的动态特性进行分析，建立了扭矩传感器的数学模型，并推导出幅值误差的计算公式，指出该压电扭矩传感器不但能测量弹性力矩，且能感知一部分惯性力矩。最后采用冲击响应法对该扭矩传感器固有频率进行了测量，结果表明传感器的固有频率大于12kHz，满足设计要求。     

杆式风洞应变天平动态实验、建模与补偿

杆式应变天平是一种6维力传感器,在风洞实验中测量飞行器模型所受的各个方向的力和力矩.但是,其动态响应的超调量大,调节时间长,即动态性能差,无法满足动态测试的要求.为此,设计了应变天平动态标定装置,进行动态标定实验;基于实验数据建立应变天平的动态数学模型,给出性能指标;研制基于DSP的动态校正系统,实现对应变天平6路输出信号的动态补偿,以加快应变天平的动态响应.所建的模型和所研制的系统得到实验结果的验证.     

基于静动态分离的MAF传感器动态非线性建模

热膜式空气质量流量传感器广泛用于汽车发动机,但是,在有些工况下,传感器的动态响应速度不能满足控制的要求.在研究中发现,传感器的动态特性有明显的非线性.本文基于传感器的静态和动态实验,提出了基于静动态分离的Hammerstein两步法的动态非线性建模方法,建立了大小流量和正负阶跃统一的数学模型,更加准确地描述传感器的动态非线性特性.     

应变式称重传感器的动态特性

本文分析了动态测力与动态称重;应变式称重传感器用于静态称重与动态称重的根本区别.重点介绍了应变式称重传感器的数学模型、传递函数、动态响应、动态性能指标和动态误差.简要介绍了国内外利用动力试验对应变式称重传感器进行动态校准的几种方法.     

带引压管和容腔的压力传感器现场动态标定的探讨

本文根据带引压管和容腔的压力传感器在阶跃型和冲激型两种动态标定装置上的实测结果,对这两种标定装置的设计要求和方法进行了探讨;分析了这种传感器在三种情况下的传递函数;介绍了测量其动态参数ξ和ω_n 的瞬态响应拟合法。     

铠装K型热电偶动态响应误差补偿研究

提出了一种利用同一可高频调制的高功率C02激光器发出的连续激光和脉冲激光作为激励热源,在同一系统中进行辐射温度计（红外探测器）静态校准和被校表面温度传感器动态校准的新方法,由于高速辐射温度计的频率响应特性优于被校温度传感器,因此以前者的响应作为真值来校准后者并获取系统误差的修正值,避免了因传感器安装环境差异及热物性的变化所产生的误差,解决了表面温度传感器动态校准的溯源难题。利用该方法对K型热电偶进行了动态校准实验,建立了数学模型,获得了该热电偶的频率特性和动态性能指标,对该传感器的动态特性进行补偿。     

油膜压力传感器动态特性试验研究

为研究油膜压力传感器的动态特性,利用锤击法对该传感器进行了动态特性试验。分析了信号的频谱及相干函数。利用傅立叶逆变换对信号进行了重构,滤掉了信号中的高频干扰。在此基础上,分析了传感器的幅频特性及动态灵敏度。结果表明该传感器具有较好的动态特性,可实现动压滑动轴承6000r/min内油膜压力的测量,且具有较高的灵敏度。     

音圈电机与电感组合传感器的系统辨识与数字控制

介绍了音圈电机与电感组合传感器的结构与工作原理；提出直接采用阶跃响应法对系统动态特性参数进行辨识的方法，并给出了实验辨识结果；通过对传感器测量噪声的频谱分析，应用数字滤波的方法消除了工频噪声的干扰；测量结果表明具有较好的动态性能指标。     

An ultra-high pressure sensor based on SOI piezoresistive material

This paper describes an ultra-high pressure sensor which is in urgent need and widely used in defense industry and petroleum industry. It is designed on the combination of micro Silicon on Insulator (SOI) solid piezoresistive chip based on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) technique and cylindrical elastic body that could successfully convert dynamic ultra-high pressure measurement in explosion to strain measurement. Performances of the sensor including size, sensitivity, and linearity are investigated with experiment data. It’s proved that the dynamic ultra-high sensor in the range of 2GPa in this paper is successful in pressure measurement in explosion. The research of ultra-high pressure sensor in this paper could not only provide a reference for the improvement of explosive property, but also lay a foundation for research of pressure sensor in the range of 10GPa of the next step.     

新型扭矩—轴向力传感器标定研究

扭矩—轴向力传感器是研究复合振动攻丝过程的重要装置。在振动攻丝机上安装扭矩和轴向力传感器,可以实现扭矩和轴向力的在线测量,对研究在振动攻丝过程中扭矩和轴向力的关系具有重要意义。为了研究新设计的扭矩—轴向力传感器的基本特性,选择了标定设备和标定方法对传感器进行静态标定和动态标定,得出传感器的静态特性和动态特性指标,为进一步设计和改造传感器结构提供理论依据。     

基于NFLMS算法的Wiener型传感器动态补偿

在测量系统中许多传感器的动态特性是一个非线性Wiener模型,即存在着严重的静态非线性和动态响应滞后。当被测量对象的变化率高于传感器的响应速度时,测量结果与真值之间存在较大的动态误差。为了补偿动态误差,文中采用模型参考和Wiener逆模型辨识的方法建立动态补偿单元。考虑到Wiener逆模型的参数在辨识过程中是慢变的,辨识算法采用非线性滤波最小均方根(nonlinear filtered least mean squares,NFLMS)算法。仿真实验和应用研究表明,使用NFLMS算法辨识得到的补偿单元,能够很好地补偿Wiener型传感器动态误差。     

Dynamic performance analysis of turbine flow sensor based on CFD simulations

The research on the dynamic performance of flowmeters has great significance for the accurate measurement of flow onsite. A simulation method for dynamic characteristics of turbine flow sensor was proposed in this study. This method was used to investigate the dynamic performance of three turbine flow sensors with different diameters. The amplitude-frequency characteristic, phase-frequency characteristic, transfer function, and step response are analyzed based on the results of the simulation. The results indicate that turbine flow sensors can be analyzed as a first-order system. The frequency of pulse flow is the main factor affecting the sensor's performance. The phase difference increases as the frequency increases, and the maximum phase difference reaches 50°. The gain of the small-diameter turbine flow sensor is susceptible, while the phase difference and time constant of the large-diameter turbine flow sensor are susceptible. For step flow, the time constant generated by the negative step is larger than that by the positive step. The analysis results provide bases for evaluating the dynamic performance of turbine flow sensors used online.     

Response Time of a Pressure Measurement System with a Connecting Tube

Abstract

A connecting tube between the measured object and the pressure sensing element is a common component part of pressure measurement systems. Dynamic characteristics of the resulting fluid oscillator may significantly influence the magnitudes of dynamic measurement errors. This paper presents an experimental analysis of dynamic characteristics of connecting tubes of different lengths and diameters. Inlet step pressure changes were generated by a system of two loudspeakers, and pressure responses were measured by a piezoelectric measurement system. Using the measured responses, the characteristic natural frequencies and damping of the system under discussion were determined. The results were further employed to estimate the response settling time, which is required to sufficiently reduce dynamic measurement errors.     

一种新型动态轨道衡应力检测方法

为了提高动态轨道衡中应力的检测精度,研究了利用非晶态合金逆磁致伸缩效应进行动态检测轨道应力的新方法.首先,设计了一种差动压磁式三磁极应力传感器,论述了其基本结构和工作原理,并推导出了这种传感器的输出方程.然后,分别在材料试验机与矿山有轨运输轨道上进行了静态特性标定和实测试验.试验表明这种检测方法的最大重复性误差和线性误差分别小于1.36%和1.54%,灵敏度可达5.47 mV/kN,应用于动态轨道称重是可行的.另外,这种方法简单,传感器坚固耐用,安装方便.     

基于 AKF 滤波器的时栅角位移动态误差抑制方法

动态测量下的谐波误差成分是制约高精度、高分辨率的时栅角位移传感器在动态测量领域运用的主要原因之一。针对动态测量下时栅角位移传感器中的谐波抑制难题,首先简述了时栅角位移传感器的系统模型,其次建立了时栅角位移传感器的动态误差数学模型,之后解释了传感器的动态误差产生机理,阐述了自适应卡尔曼滤波的基本原理,最后构建了基于自适应卡尔曼滤波的时栅角位移传感器的动态误差抑制模型。通过仿真分析证明了时栅角位移传感器在匀速和变速运行情况下,经自适应卡尔曼滤波后,动态误差均降低了约70%,且随着传感器转速的提高,对谐波误差的抑制效果越明显。在实验运用中,该滤波算法对时栅角位移传感器的测量值有很好的实时预测性,传感器能够更快速且稳定运行,在100 r/min的转速下测量误差降低约80%。结果证实了自适应卡尔曼滤波在时栅角位移传感器的动态谐波误差抑制中有着显著的作用,能极大地提高传感器的动态测量精度。     

一种新型PZT压薄膜应力传感器的设计仿真

针对目前应力传感器不能兼顾柔性、动态测量及无法测量曲面接触应力特征信息等难题,设计了一种新型的PZT压电薄膜柔性应力传感器。主要有由PZT压电薄膜、导线、特殊的压敏涂层等构成。传感器的受力信息可以通过检测PZT压电薄膜传感器的电荷变化来获取,可应用于测量各种接触面之间的应力。为研究测量轮胎路面等具有复杂曲面接触结构的应力分布提供了新的思路和方法,分析了压电传式感器的工作原理,压电薄膜的传感特性,建立有限元分析模型,进行仿真分析,结果表明该传感器结构简单、体积小,相对于传统测量方法更加可靠,适用于曲面应力的测量。