高磁阻材料在磁场传感中的应用

从１９８８年法国科研人员首次发现高磁阻效应以来,由于这些材料的高灵敏度,良好的温度稳定性和在较大测量内优异的线性,已在磁场测量及其它领域中获得了广泛应用。本文主要介绍高磁阻材料几种结构及其在磁场传感器中的应用。同时还将这种材料与传统磁场测量技术做了比较。将传感器和信号调理及输出电路集成在一起的集成高磁阻传感器,使高磁阻技术得到了进一步应用,本文也做相应介绍。     

磁阻式传感器在角度测量中的应用

介绍一种利用磁阻式传感器构成的非接触角度自动测量系统。分析了非接触角度测量系统的结构、原理以及信号处理方法,给出了角度测试结果,系统的角度测量范围为0°~180°,测量精度为±0. 5°。     

新型磁阻传感器在地磁场测量中的应用

简要介绍了一种新型高灵敏度磁阻传感器的工作原理和使用方法，并利用它测量了地磁场的主要参量，实验结果表明，用该磁阻传感器测量地磁场，测量方法实用性强，精确度较高。     

基于ADμC834的钻头角度测量系统

设计了一种新型的钻头角度测量系统。该系统采用了ADμC834为控制核心,配合高性能的加速度传感器和磁阻传感器,完成对钻头信息的采集,并且设计了高精度的刻度方法,保证了系统对钻头角度的高精度测量。该系统在地质勘探的实际应用中,取得了很好的效果。     

HMC1002磁阻传感器芯片的实时流向测量系统

引言 海流作为海洋水文三大要素之一,在海洋调查中极其重要,它与海洋水文规律和人类海上活动都有着密切关系,而流向是海流必测要素。已经实用化的方位传感器有陀螺仪、GPS遥测、电子罗盘、磁阻传感器等。本文介绍了一种基于Honey Well公司的HMC1002双轴磁阻传感器的实时流向测量系统。     

磁阻传感器在六臂井径测井仪中的应用

磁阻传感器具有体积小、易安装,可以不直接接触被测物等优点,介绍了一种基于磁阻传感器用于测量裸眼井井径的六臂井径测井仪实现原理,分析了误差影响因素.经实验测试,结果表明:基于磁阻传感器的六臂井径测井仪在测量精度可以达到2.5mm,其分辨率以及仪器的可靠性与保养性等相对于传统测井仪优势明显,具有很高的应用推广价值.     

开关磁阻电动机新型非直接位置传感器技术研究

开关磁阻电动机（ＳＲＤ）的非直接位置传感器技术是开关磁阻研究领域的热门课题之一。本文详细地介绍了一种新型的开关磁阻电机非直接位置传感器方案,这种方案通过测量测试线图的电感来获得实时转子位置信息,并使用了线圈反串技术和串联谐振技术来消除开关磁阻电机内部电磁场对于测试电路的干扰。详细地阐述了方案的工作机理,并给出了如何使用该方案进行开关磁阻电机的正常启动和运行控制的具体实施方法。     

多传感器经纬仪不平行度误差修正方法研究

针对靶场光电经纬仪多传感器不平行度误差传统修正方法参数测量困难、局限性大、修正效果差等问题,利用脱靶量角度合成原理,提出了一种基于坐标变换的不平行度误差修正方法。经实验证明:该修正方法可将经纬仪非主测量系统的测角精度提高到5″以内,且算法简单、通用性强,满足靶场多传感器装备高精度测量和数据处理的要求,推广应用价值大。     

基于I型谐振结构的太赫兹超材料吸收体传感器研究

基于“Ｉ”型谐振结构的太赫兹超材料吸波器可在0.523THz处产生吸收率为99.5%,谐振峰半高宽为14GHz,品质因数为37的极窄吸收峰,具有较强的频率选择性。在待测分析物厚度为8μｍ,折射率范围为1.0~ 1.8的情况下,该太赫兹超材料吸波器的折射率灵敏度为80.7GHz/RIU,可作为高灵敏度的折射率传感器实现对待测分析物的检测,对谐振单元表面覆盖不同待测分析物情况下的电磁场分布进行仿真分析,揭示了折射率传感器的传感机理。 此外,仿真研究了待测分析物厚度对该超材料吸收体传感器谐振频率及折射率灵敏度的影响。基于“Ｉ”型谐振结构的太赫兹超材料吸波器具有结构简单、品质 因数高、折射率灵敏度高等特点,在无标记的高灵敏度生物医学传感中具有潜在的应用前景。     

电容传感器的信号处理及其在机床主轴热变形测量中的应用研究

利用电容式传感器,设计一个高精度位移测量系统,对机床主轴的热变形量进行非接触式测量.根据被测对象的特点,阐明了系统的工作原理和数据的处理方法,分析了影响传感器测量精度、稳定性的因素,提出了利用电子学技术和数字信号滤波技术提高传感器精度的技术手段,为机床主轴热变形的高精度、非接触式测量提供了一种技术途径.经长时间实验分析...     

Application of astigmatic method and snell’s law on the thickness and refractive index measurement of a transparent plate

In this study, a thickness and refractive index measuring system for the transparent plate has been proposed. The measuring system is composed of an astigmatic measurement module and a light spot measurement module using a DVD optical pickup, a laser diode and a quadrant photodiode detector. Both of the thickness and refractive index of a transparent plate are converted into the focusing error of DVD pickup based on astigmatic method and the light spot displacements based on snell’s law in our proposed system. The thickness and the refractive index are simultaneously calculated by means of two nonlinear formulas. The accuracy of the proposed system is 99 % verified by a height Gauge and the refractive index by the TF-166.     

旋转弹用滚转角磁测系统设计

针对传统捷联式惯性测量系统存在积累误差导致滚转角测试误差较大的问题,设计一种新型的基于纯地磁场信息的滚转角磁测系统。该系统以磁测姿态原理为基础,以嵌入式微控制器STM32F415为控制、解算核心实现对滚转角的测量。通过高精度三轴速率转台的飞行仿真实验结果表明,该滚转角磁测系统能够实时准确地解算出载体滚转角,测量误差保持在 3度以内,具有较强的可行性和较高的测试精度。该滚转角磁测系统具有体积小、测量误差不随时间积累等优点,为旋转弹的滚转角测量提出了新的思路,具有一定的工程应用价值。     

Use of a low refractive index prism in surface plasmon resonance biosensing

A way to improve the angular sensitivity of surface plasmon resonance (SPR) biosensor by tuning the resonance position to a higher incident angle region using a lower refractive index glass prism is described in this paper. A novel effective 3-layer (E3L) model is described to transform a multiple layer biosensor configuration in context of SPR condition. The E3L model supports the use of a low refractive index prism for biosensing. The performance of the sensor in immunosensing is checked for two glass prisms of different refractive index materials. The experimental results showed an enhancement in the amount of resonance angle shift of the immunosensor for the lower refractive index glass prism.     

眼角膜超声测厚及眼压测量复合传感器设计

眼角膜厚度和眼压是眼球的两个重要生理参量,是诊断屈光不正、青光眼等眼科疾病的重要指标.新型复合传感器能一次性完成两个参量的测量.使用这种传感器,可以提高眼科医学诊断的便利性,同时可以根据角膜厚度修正眼压值.通过超声传感器和使用电磁驱动的压力控制系统相结合,实现两种测量的同步完成.超声传感器采用PZT系列压电复合材料,角膜厚度采用超声波脉冲回波法测量.电磁压力控制根据眼压测量的需求,通过计算得到电磁驱动系统的结构参数和电磁参数.由实验测量结果可知,角膜厚度测量精度在±10μm范围内;电磁压力控制系统的压力范围为0~0.490 N,精度为0.0006 N.该复合传感器测量精度和范围符合传统角膜测厚和眼压计的标准,为二合一眼科仪器研制打下基础.     

粒子计数器的一种新型光学传感器设计

针对已有光学粒子计数器传感器易受颗粒形状、折射率及光敏区位置的影响,设计了一种新型的光学粒子计数器的传感器.首先,利用旋转对称椭腔镜接受系统,扩大光接受的空间角,减小颗粒形状及折射率的影响,基于T矩阵理论,对不同折射率、不同形状及不同取向的非球形颗粒的接受光能量与粒度的关系的计算显示,本接受系统接受的光能量与粒径的关系单调性优良,可减小颗粒形状及折射率对测量的影响,提高仪器的精度及灵敏度.其次,利用非球面透镜与柱面透镜组合光学器件提高半导体激光束的光强均匀性,减小颗粒在光敏区位置不同带来的影响,Zemax光学设计软件的模拟计算显示,采用该光学组合器件后,光敏区光强的均匀性得到显著提升,光敏区位置造成的不利影响基本得到消除.然后,介绍了采用上述设计的传感器整体结构.最后,进行了实验验证,结果表明本传感器具有更佳的性能.此外,本传感器也具有简洁、便携、价廉的优点,应用价值较高.     

一种光纤电压传感器的研究

利用BGO(锗酸铋)晶体作传感头的光纤电压传感器,并用偏振光分析法推出了它的数学模型.利用稳频后的He-Ne激光器作为测量光源;采用补偿测量方案消除晶体自然双折射(应力、温度等)引起的误差;讨论了各光学元件粘接方位角误差对测量精度的影响;系统中用间接测量法测量空气的折射率,对测量方程进行实时修正;采用高精度屏蔽电压器和小波分析算法提高系统的信噪比.实验结果表明,其测量电压误差不大于0.92%.     

单极板微位移电容传感器结构设计与优化

根据单极板微位移电容传感器结构优化设计的问题,提出了一种基于纵横推进法的电磁场仿真参数化建模方法。在建立合理的单极板电容传感器电磁仿真参数模型基础上,首先通过仿真实验选择保护环和绝缘层缺口的最优值。然后依据仿真得到的最优值,选择结构与最优值接近的电容传感器产品对比,取得了较好的研究结果,电容仿真值与实际测量值误差小于0.3%。最后对电容传感器极板倾斜对测量结果的影响进行了研究,极板倾斜2°时测量误差为1.6%。电容传感器结构优化结果满足实际工程要求。     

Full-field surface plasmon resonance sensor for high resolution refractive index measurement using common-path heterodyne interferometer

This study presents a full-field surface plasmon resonance (SPR) sensor induced by attenuated total reflection (ATR)-couple for liquid refractive index measurement. The system adopts a common-path heterodyne interferometer to measure the phase difference between P- and S-wave after passing through the SPR sensor. In order to realize the full-field measurement, it adopts a three-frame integrating-bucket method. The experimental results show great consistency profile between single point and full-field liquid refractive index measurement from 1.330 to 1.340 RIU. It shows that the best sensitivity and resolution of a single pixel in charge couple device (CCD) for liquid refractive measurement are 3.3 × 10⁴ (deg/RIU) and 3.53 × 10⁻⁶ (RIU), respectively. As compared with traditional single-point method, the proposed method with a regular CCD has no degradation. Therefore, the system has many applications in chemistry and biology.     

基于惯性传感器的电力线路杆塔倾斜监测装置设计

针对电力线路杆塔倾斜角实时测量的需要,设计了一种基于惯性传感器的倾斜角度实时监测装置。装置硬件上由惯性传感器、单片机、通信电路和电源变换控制电路组成。软件上采用中断模式和尽量减少工作模块和通信次数相结合的工作策略以降低系统功耗,将6轴惯性传感器的加速度和角速度原始数据进行去极值平均滤波预处理,再经由互补滤波算法进行倾斜角度的综合计算,经实测倾斜角测量相对精度能达到1.30%。该装置在测量精度、功耗、成本和易用性上均能较好地满足电力线路杆塔倾斜在线监测的需求,具有一定的推广应用价值。     

MEMS无线数显角度测量仪设计

针对双轴或单轴高精度角度测量的工况需要,采用8位单片机为主控芯片,高精度数字MEMS为传感器芯片设计了一种体积小、功耗低的无线数显角度测量仪.远端上位机通过ZigBee无线模块对测量仪进行操作和三维显示,同时集成OLED屏可就地显示测量数据.具有双轴±90°倾角测量和单轴绝对式0°~360°转角测量功能.测试结果表明:该测量仪测量精度为0.1°,具有较高的推广应用价值.