基于分体悬挂式球形线圈的质子矢量磁场测量仪

为解决座钟式矢量磁力仪长期稳定性差,以及一体化悬挂式球形分量线圈相互干扰、分量噪声大等实际问题,提出了基于分体悬挂式球形线圈的质子矢量磁场测量仪,详细介绍其测量原理及仪器结构。 此外设计了低成本简易观测仓,两套样机在蒙城地震台开展了一年的对比观测实验。 结果表明,仪器Ⅰ总强度、水平分量和磁偏角噪声为 0. 23 nT、0. 24 nT、2. 97″,仪器Ⅱ为 0. 28 nT、0. 26 nT、3. 29″,均优于台网平均噪声水平,其中仪器Ⅰ总强度和水平分量噪声优于台网最低噪声。 两套仪器水平分量基线偏离最大为 6. 5 nT、4. 7 nT,磁偏角基线偏离最大为 0. 67′、0. 54′,明显小于座钟式磁力仪平均水平,具有良好稳定性。     

基于铯光泵磁力仪的地震地磁矢量测量系统

为解决地震地磁矢量观测中质子矢量磁力仪噪声大,长期观测中存在明显漂移,磁通门磁力仪温度效应明显,保温磁房投入大等问题,研制了基于铯光泵磁力仪的地震地磁矢量测量系统,本文详细介绍了其测量原理及仪器结构,设计了混合分量线圈装置,并开展了稳定性分析。研制的样机在蒙城地震台开展了观测实验。结果表明,实验期内记录良好,采样率达到1 Hz, 1月份总强度、水平分量和磁偏角月噪声分别为0.01 nT、0.02 nT和0.003′,优于地震地磁观测基本网质子矢量磁力仪最好噪声水平,也优于同场地两台磁通门磁力仪的噪声水平和基准网的平均噪声水平。其实验期内水平分量和磁偏角最大漂移分别为1.3 nT和0.16′,小于座钟式质子矢量磁力仪基线漂移,具有良好的稳定性。     

MEMS magnetometer based on magnetorheological elastomer

To develop a simple and low-cost MEMS magnetometer, a novel sensor based on the magnetostrictive effect of magnetorheological elastomer is proposed. The micromechanical sensor consists of a silicon sensitivity diaphragm embedded with a piezoresistive Wheatstone bridge, and a magnetorheological elastomer layer attached on the sensitivity diaphragm. The interaction between the magnetic field and the elastomer generates a deflection of the sensitivity diaphragm, which changes the piezoresistance and unbalances a Wheatstone bridge. The experimental results show that the sensor has good linearity in the magnetic field range of 0-120 kA/m and the saturation magnetic field is ∼150 kA/m. This simple, low-cost, low-power sensor is easily integrated with electronic circuits using the MEMS processes.     

矢量磁力仪本体磁性现场校正算法研究

海洋磁力仪的本体磁性校正是磁力仪应用系统的核心技术,尤其当载体磁性发生改变后,其现场的校正算法是影响其应用有效性的关键。先分析了搭载有三轴磁通门磁力仪的水下勘探系统的主要磁干扰源,描述了相应的磁校正模型,简明扼要地介绍了椭球拟合、粒子群、遗传及粒子群遗传混合等算法,并逐一通过MATLAB予以实现。最后使用水下载体在西南印度洋的作业数据对上述算法进行功能性验证。由校正前后的数据波动情况、均方根误差值和相对误差值可知,磁校正领域混合算法校正效果相对较佳,能提高磁力仪传感器的测量有效性。     

Highly-sensitive analog magnetometer based on a null-picovoltmeter

The principle of measurement of small magnetic moments using superconducting null-picovoltmeter (SNPV) is described. It is shown that in the mode with optimal voltage sensitivity (≥10^–12 V), the sensitivity of SNPV to a magnetic moment can reach 10^–8 emu, the level only implemented in SQUIDs. An example is given of using SNPV to measure the magnetic susceptibility of superconducting diamagnetic and paramagnetic samples, approximately 1 mm³ in volume, with different signs of the magnetization in the magnetizing alternating magnetic fields with induction of about 1 G, at low temperatures.     

基于FLANN的三轴磁强计误差校正研究

提出一种基于函数链接型神经网络(FLANN)的三轴磁强计误差修正方法.由于三轴非正交、灵敏度不一致及零点漂移所引起的误差降低了三轴磁强计的测量精度,因此有必要进行校正.本文先对与三轴磁强计系统参数有关的测量进行详细分析和理论计算;然后,设计矩阵形式的数学模型对该误差进行修正.通过构造相应的FLANN网络结构,实现对模型参数矩阵的辨识.用实际地磁场测量数据进行测试,结果表明,三轴磁强计的转向误差由800 nT修正到12 nT以下.因此,该研究为提高三轴磁强计性能提供了一种可行方法.     

A novel vibration isolator for vibrating screen based on magnetorheological damper

Journal of Mechanical Science and Technology - A vibrating screen is widely used in raw coal screening, but intensive resonance in the startup and shutdown stages shortens the service life of the...     

基于球形反馈线圈的三轴磁通门磁强计

在高精度三轴磁通门磁强计的设计中,均匀的反馈磁场有助于提高仪器输出的温度稳定性和线性度,同时也可在一定程度上减小由于磁强计各个分量互扰产生的零点偏移。通过简单的物理模型计算,提出了球形反馈线圈的设计方案,并给出了ansys电磁场仿真结果及反馈线圈内部磁场均匀性测试实验结果。经过测试,在此基础上制作的实验样机的线性度达到0.0038%FS,灵敏度温度系数达到0.0000755%FS/℃,且噪声性能也达到9.0807pT/(Hz)～(1/2)。     

基于HYPERWORKS的某客车车架有限元分析

车架是汽车重要的基础部件之一,须具有足够的强度和刚度.应用HYPERWORKS建立了车架的有限元模型,根据对该模型进行的受力分析,施加了合理的约束条件和载荷,对车架最为典型的四种工况进行了静力学研究,并根据车架的应力应变云图,预测出车架的薄弱部位,提出了前瞻性的建议,为车架的优化设计和车架结构的改进提供了非常重要的理论依据.     

基于无迹卡尔曼滤波和设备的三轴磁强计校正

采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)磁强计模型参数估计方法,提出对三轴磁强计的总量及分量误差进行校正。采用高精度质子磁力仪提供磁场基准值,借助无磁转台实现磁强计全方位转动,对一款DM-050三轴磁强计进行了参数估计,并将参数估计值运用到总量和分量校正。仿真结果表明,参数估计值与磁强计实际参数值一致。校正后,磁强计总量误差从427.9 nT减少到2.06 nT;X、Y、Z轴分量误差分别减少到1.84 nT、1.96 nT、1.72 nT。而且证明了UKF对磁强计模型参数估计的重复性良好,并研究了噪声幅度大小对UKF的性能影响程度。实验结果表明,磁强计误差从114.94 nT减少到14.47 nT,表明该方法能有效提高磁强计测量精度。     

一种基于磁强计和倾角传感器的钻井测斜仪

描述了利用两轴倾斜角传感器与三轴磁强计测量钻井过程中的地下钻具顶角、磁方位角和工具面角的方法。针对目前已公开的磁方位角的解算数学模型存在缺陷的问题,结合空间坐标变换、空间直线方程和狗腿角的定义推导出磁方位角的数学模型,并给出了详细的软件和硬件实现方案及测斜仪工作流程。测试结果表明,该方案能获得精准的钻具姿态数据,顶角和工具面角数据非常稳定,磁方位角数据在±1°范围内波动,且成本低廉、体积小巧,是钻井测斜的理想选择。     

基于ADAMS的抖振座舱系统仿真研究

为了逼真模拟飞行模拟器的动感,特别是直升机旋翼运动引起座舱的抖振,研究开发了一种新型的用于飞行模拟器的抖振座舱系统.介绍了该系统的结构组成和工作原理,并应用ADAMS仿真分析软件对该抖振系统建立虚拟样机仿真模型,经运动学仿真得到该模型的幅值运动仿真曲线,分析和验证了模型的正确性.结果证明满足技术指标的要求,为实际研制生产过程中的设计提供了依据.     

基于ANSYS的单梁筛分析和改进

以新型结构筛—单梁激振筛为研究对象,用动力学基本原理作为基础,以有限元分析软件ANSYS为主要工具,结合单梁激振筛的结构特点,建立了单梁激振筛的系统动力学模型,对振动筛进行了系统动力学研究。同时,在设计分析的基础上利用ANSYS软件对结构进行优化,以提高振动筛结构的可靠性和各零部件设计的合理性。     

基于高斯牛顿迭代算法的三轴磁强计校正

三轴磁强计存在各轴刻度因子、零偏和轴间非正交性误差,需要研究其校正方法。基于标量校正法思想,对磁强计校正模型进行了推导,提出基于高斯牛顿迭代法的磁强计校正方法。采用高精度质子磁力仪提供磁场基准值。借助无磁转台转动磁强计,转动过程中磁强计连续采样,测量数据更具代表性和实用性。仿真结果表明,磁强计误差从162.135 nT降低到1.467 nT。实验结果表明,校正后,磁强计绕3个轴转动的测量值误差分别从1133.887 nT、1317.554 nT、1303.994 nT降低到36.964 nT、20.922 nT、15.664 nT。表明该方法能有效降低磁强计测量误差,磁强计精度明显得到提高。     

基于相位恢复原理的SAR振动目标成像方法

在SAR成像系统中,振动目标成像具有成对回波的多普勒特征,不利于振动目标的检测和识别。提出一种基于相位恢复原理的振动目标聚焦成像方法。首先基于条带式SAR成像模式建立了振动目标空间几何模型,理论推导了将相位恢复原理应用到SAR振动目标成像的可能性;然后以振动目标回波数据和支撑域信息作为过采样平滑算法(OSS)的先验信息,通过改变平滑滤波器的参数,调整滤波器的带宽,以减少支撑域外部信息对振动目标的干扰,同时通过减少支撑域,提高迭代算法的收敛性,消除振动目标成对回波,最终得到聚焦的高分辨率振动目标图像。仿真和实验结果证明所提方法的有效性。     

A high accurate static contact angle algorithm based on Hough transformation

The static contact angle for blurry drop images is more intricate to obtain. To improve the accuracy of the Hough transformation for the static contact angle calculation, the water drop images with different volumes are generated by the Laplace equation, and the influence of the volume on the accuracy of the Hough transformation is analyzed. The results reveal that the circle Hough transformation is particularly well suited to the cases with small drop volume. At the same time, the critical water drop volume value corresponding to a contact angle error of 3° is given, a modified Hough transformation algorithm in conjunction with the critical water drop volume is proposed, and at the same time, the accuracy of the static contact angle calculation for blurry water drop images is significantly improved. The proposed algorithm is a powerful approach to estimate the static contact angle for blurry water drop images.     

基于SERF原子磁强计的三轴磁场顺序补偿方法研究

无自旋交换弛豫(SERF)原子磁强计是一种灵敏度非常高的磁强计,而剩余磁场强度是影响SERF原子磁强计灵敏度的主要因素之一。为此,提出了一种SERF原子磁强计三轴磁场顺序补偿方法,该方法将剩磁范围分为三个部分,每个部分对应不同的补偿方式,并且使用软件对顺序补偿的整个过程进行了仿真实验。实验表明,该方法可以不受补偿前原始剩磁大小的影响,更具有普适性。     

基于ANSYS的振动筛偏心轴模态分析

为了确定振动筛偏心轴的振动特性,通过工程分析软件ANSYS对其进行了建模与模态分析。详细阐述了模态分析的全过程,从建模环境的选择,偏心轴实体模型和有限元模型的建立,到最后的模态分析。其中,有限元建模中用弹性支承单元COMBIN14代替将轴承简单处理为刚性约束的方式,更加真实的分析得出轴的前10阶固有频率和振型。对比传递矩阵法,方法简便,计算快捷,得到直观振型形象。模态分析有效预估了结构的振动特性,为选择电机参数提供依据,并为谐响应分析及瞬态分析奠定基础。     

基于SVDD的分类新方法

为了实现对大规模数据集的分类,提出了一种基于支持向量数据描述（SVDD）的新算法。把两类的支持向量机（SVM）问题转化为软间隔的SVDD问题,然后用核集迭代的方法得到了近似最优解。实验结果表明,提出的算法与传统的SVM方法预测精度相当,但是训练时间和测试时间更短,产生的支持向量数也更少,适用于大规模数据的分类。     

A novel magnetostrictive static force sensor based on the giant magnetostrictive material

In order to realize static force measuring and improve the sensitivity of magnetostrictive force sensor, a novel magnetostrictive static force sensor with giant magnetostrictive material rod is presented. A Hall sensor integrated in the sensor is used to measure magnetic flux density variation under force. A special structure surrounding Hall sensor is proposed to improve the sensitivity. The design method of the giant magnetostrictive force sensor is expounded firstly. The magnetic characteristics are analyzed by FEM. A model is developed based on the coupled linear magnetomechanical constitutive equations and the experimental result shows that the model is good at reflecting the force. The optimal bias magnetic field and sensitivity are studied through experiments. The sensor sensitivity is 6.14 times higher than that of the sensor which dose not have a stainless steel ring. The paper lays a foundation for the development of magnetostrictive force sensor with giant magnetostrictive material.