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/℃。     

温度对铁精粉品位检测传感器的影响研究

给出了采用自感式电感传感器进行铁精粉品位测量的测试原理,分析了电感传感器的感应机理。利用ANSYS 12.0有限元仿真软件建立圆柱型铁精粉品位传感器的3D温度场仿真模型,对电感传感器内部温度场进行仿真分析,明确传感器在不同温度下自身热分布的相应变化;进行传感器温度贮存试验,分析环境温度对传感器输出的影响规律。通过温度场仿真和可靠性环境温度试验,探讨温度对铁精粉品位测量的影响,并采取相应措施减小或控制温度影响,为实现铁品位快速测试奠定必要基础。     

多传感器数据融合在涂层厚度检测中的应用

在涂层厚度测量的过程中,电感传感器的输出值存在对温度的交叉灵敏度,为消除温度对测量数据的影响,提出了一种基于神经网络的多传感器数据融合技术处理方法,该方法以传感器的输出值与温度值作为网络的输入,通过对网络的训练达到消除非目标参量—温度的影响。通过对融合前后的数据进行比较分析,表明该方法大大降低了交叉干扰,有效提高了测量精度。     

高速磁浮列车间隙传感器温度漂移的补偿

为了解决检测线圈电阻受温度影响而导致漂移补偿问题,设计分析了高速磁浮列车间隙传感器电路模型,设计补偿线圈,利用差分方式补偿了温度漂移,同时还分析得出了测量间隙对传感器温度灵敏度影响很小的结论,在传感器空载条件下的建立温度漂移修正表,利用该修正表来补偿传感器的温度漂移,通过这些措施,大大提高了间隙位移传感器输出信号的温度稳定性.     

温度对硅-蓝宝石压力传感器影响研究

针对硅-蓝宝石压力传感器在高温环境下测量精度较差的问题,以双层敏感膜片结构为基础,研究了温度对传感器的影响;通过对温度场及热应力的理论分析,证明了材料热膨胀系数不一致所产生的额外热应力,将引起测量误差;相应的ANSYS有限元仿真及实验也表明,温度效应对压力传感器的测试精度会产生较大的影响,且压力传感器的输出与温度值之间存在一定的规律。     

一种新型间隙传感器研究

间隙传感器线圈电阻的温度漂移是导致传感器输出漂移的主要因素.为了抑制温度对间隙传感器的影响,设计新的传感器探头和测量电路;新的传感器探头跟现有传感器探头最大不同是在现有传感器探头的基础上增加了一个与传感器线圈完全一样的补偿线圈;并将补偿线圈和传感器线圈组成电桥测量电路.实验表明新传感器在0～80℃范围内温度漂移为0.08mm,温度稳定性好.     

基于遗传模拟退火算法的压力传感器温度补偿系统

采用遗传模拟退火算法和LabVIEW技术对压力传感器的非线性和易受环境温度影响的特性进行改善,用以抑制非目标参量对压力传感器输出的影响。通过计算机仿真,此方法实现了压力传感器的温度补偿,其测量压力误差约为0.001MPa,有效地抑制了压力传感器的非线性和温度的影响。     

基于多传感器信息融合的油品水分检测系统

在油品含水量智能检测系统中，基于水的介电常数远远大于油的介电常数，因而两者所呈现的射频阻抗特性不相同的原理，使用了射频电容传感器，但在测试过程中发现传感器的输出不但决定于含水量一个参量，环境温度发生变化时系统的输出值也会发生变化，即系统对温度存在交叉灵敏度，从而影响系统性能和测量准确度，因此在油品含水量智能检测系统中，通过对温度和水分两个参量进行监测，并采用多传感器信息融合技术对传感器输入信息温度和水分，输出信息温度电压和水分电压进行融合处理以提高目标参量的测量准确度和测量系统的温度稳定性。     

足式机器人腿部倾角传感器信号处理研究

足式机器人在自主行走时,一般通过倾角传感器来测量腿部转动角度计算足端位置,然而目前足式机器人腿部倾角传感器测量时易受噪声干扰、温度等因素的影响,导致测量精度低,足端位置估计不准确.针对以上问题,提出新的倾角传感器信号处理方法,首先利用卡尔曼滤波方法对倾角传感器输出信号进行滤波预处理,然后把滤波信号和倾角传感器输出温度值作为建立的双输入单输出RBF神经网络模型的输入变量,采用蚁群聚类算法的并行寻优特征和自适应调整挥发系数方法来确定RBF神经网络基函数位置.实验结果表明,提出的算法能很好地滤除倾角传感器信号中的噪声,实现了倾角信号的温度补偿,测量误差能够控制在0.75％以内,具有实际运用价值.     

基于岭回归的压力传感器高精度测量模型研究

硅压阻式压力传感器测量精度易受环境温度影响,为提高压力传感器测量精度,提出基于岭回归方法的高精度压力测量回归模型,采用新的测量方式从压力元件桥路提取压力传感器温度、压力变化的信息,建立了压力传感器桥路输出、桥路电阻与被测压力三者之间的回归模型,并利用Bootstrap方法对模型参数进行显著性检验,提高模型的稳定性.实验结果显示该方法可大幅度消除温度对压力测量精度的影响,使压力测量精度从±0.6% FS提高到±0.03% FS.     

步进梁加热炉神经网络模型预测控制

针对步进梁式连续加热炉燃烧过程控制的温度分布非线性和滞后性,提出了一种基于非线性优化技术的神经网络模型预测控制算法。神经网络具有强大的自学习和非线性映射能力,把神经网络预测模型和非线性优化器整合为一个温度控制器,通过神经网络预测模型描述温度控制对象的动态行为,根据加热炉当前温度和出钢温度预测未来时刻的温度输出值,实现加热炉温度控制。实验结果表明,通过对网络模型进行大样本训练和对模型预测控制参数的优化,加热炉温度控制系统能快速达到控制要求,具有良好的抗干扰能力和温度跟随性能。     

一种压力传感器的零点补偿电路

从压力传感器温度补偿问题出发,通过三种电阻桥零点输出补偿方法的温度误差对比,提出一种恒压供电的新型电阻桥零点输出补偿方法,主要特点是调节压力传感器(零点输出10mV以上)零点输出为零时,不会影响压力传感器的温度漂移,且较传统的电阻桥零点补偿方法,压力传感器的温度误差小的优点.     

数字气压传感器的一种高效标定和补偿方法

硅压阻式压力传感器受制造工艺和测量环境的影响,其输出大都具有一定的非线性,其中以温度的影响最为明显。鉴于此,传感器需要准确地标定测试和温度补偿,首先制作一种带有高精度AD和微处理器的数字气压传感器,用它采集数据;然后分析测试设备,确定采用恒压变温的标定方案,它不仅效率高,而且能准确反映传感器的温度和输出特性;最后用最小二乘算法在微处理器上实现温度补偿,补偿后传感器的输出精度满足了应用需求。     

流量传感器的制备及检测电路的研制

本文介绍了一种利用流体的热效应来测量流体流速的热式传感器。由两个二极管组成的电桥电路为测量探头,一定温度的流体以不同流速流过测量探头,使测量探头周围产生不同的温度场,转换为电压进行输出。放大输出电压,A／D转换成数字信号,单片机处理后通过数码管显示出来。流体流速与输出电压进行非线性拟合,得到流体流速与电压的函数关系式,最终通过采集到的任意输出电压值求得对应流量值。输出电压值与流体环境温度也有关。输出电压与流速,及输出电压与环境温度的关系通过归十法拟合出来,它依据多次迭代结果得到一个允许误差范围的电压-流量、电压-温度的反演拟合多项式。     

适用于捷联惯导温度补偿的高精度测温系统

针对捷联惯导温度补偿的研究,设计了一种用铂电阻Pt1000作温度敏感器, ADS1148为信号调理和A/D转换的高精度双通道数字测温系统。采用高性能集成芯片、双恒流源式三线式配线法、比例输出结构和RC低通滤波器的设计,有效的简化了电路,增加了系统的抗干扰能力并减小了硬件误差;主控芯片采用MSP430单片机实现与ADS1148的通信和对上位机输出与温度数据相对应的16位数字量。试验结果表明该系统在捷联惯导温度补偿研究中所用的-40°C到60°C的温度范围内达到了0.002°C的分辨率。     

基于ADuC7028的LD泵浦掺钕钒酸钇固体激光器控制系统的设计

设计了一种基于ADuC7028的LD(激光二极管)泵浦的掺钕钒酸钇固体激光器(Nd:YVO4)的控制系统.采用积分分离的数字PID温度控制,并结合功率反馈控制,根据LD驱动电流、激光工作温度与输出光功率三者之间的关系,找寻激光的最佳工作温度.在最佳工作温度下,激光具有较高的电光转换效率.实时监测激光输出功率的稳定性并进行温度的反馈调节,使激光输出功率的稳定性有了很大的改善.     

基于二元多项式拟合法的压力传感器输入信号重构

为了同时解决压力传感器输出特性的非线性和温度漂移问题,提出利用二元多项式根据传感器输出信号及其内部温度来重构被测压力.给出了被测压力重构模型的具体形式,以传感器静态特性标定试验数据为依据,利用最小二乘法求解模型系数矩阵,利用单点最大拟合误差、误差平方和模型阶次三项指标进行模型择优.基于重构模型给出了测量电路检测精度估算方法.本方法在传感器静态特性标定数据范围内得到了便于工程计算的一致表达式,同时解决了传感器的非线性和温度漂移两个主要问题,计算所用数据量大大小于插值法.某型硅谐振压力传感器的应用验证了本方法的合理性和有效性.     

微型应变传感器的设计与制造

把压敏电阻敏感元件、温度补偿电路和高电平放大器,在硅片上采用集成技术制成微型应变传感器,它有电压及频率两种形式的输出。给出了该传感器的设计、制造和测试结果。这种传感器也可以做压力传感器使用,不过在设计几何布局和制造处理上略有不同。     

钢球磨煤机制粉过程的混合智能建模

钢球磨煤机制粉系统是一个具有多变量强耦合性、强非线性、大时滞特性的对象,很难建立它的精确数学模型.针对该问题,提出钢球磨煤机制粉系统的混合智能建模策略.通过机理建模方式建立钢球磨煤机制粉系统的入口负压、磨机差压、出口温度的模型.针对机理模型输出的出口温度与现场实际误差大的问题,增加了出口温度的补偿模型.为更好反映磨机负荷,建立磨音的神经网络模型.通过与现场实验数据的对比验证了模型的有效性.     

基于MEMS技术的双凸台微型热电能量采集器的仿真和制备

基于KOH腐蚀工艺设计并制作了具有双凸台结构的微型热电能量采集器,运用有限元法仿真器件在一定温差下的温度分布;并对器件建立了数学模型,分析凸台结构的几何参数等对器件输出性能的影响。仿真结果表明：随着顶部凸台高度的增加,温差的有效利用率逐渐升高;随着顶部凸台边长的增加,有效温差利用率逐渐降低;随着热冷端热阻的减小,器件的有效利用温差、开路电压、回路电流、输出功率都逐渐升高。从工艺上证明,基于MEMS技术的双凸台结构的微型热电能量采集器是可以加工和制备的。