基于激光干涉法的MEMS高g值加速度计准静态校准

介绍了采用Hopkinson杆冲击装置产生激励加速度脉冲,利用激光多普勒干涉仪对激励信号进行测量,实现对MEMS高g值加速度计进行准静态校准的原理。给出了传感器灵敏度系数的两种标定公式,并对校准系统中影响激励加速度脉冲幅值测量误差的主要因素进行了分析。通过对一种压阻式高g值加速度计的两种灵敏度标定结果和测量不确定度的分析,比较了两种标定公式的优缺点。     

冲击测量用加速度传感器安装系统动态响应特性的建模分析

研究了冲击测量中加速度传感器与过渡块、绝缘螺钉等安装元件配合使用时测量系统的动态测量特性,介绍了获取加速度传感器安装系统的动态响应特性数据的试验方法,并利用LEVY建模理论对加速度传感器安装系统进行建模处理,通过模型分析,认识了测量过程中过渡元件对加速度传感器测量系统带来的影响,为减小冲击加速度信号的动态测量误差奠定了基础.     

一种高g值面内加速度传感器的设计与仿真

为了检测侵彻武器冲击硬目标产生的水平方向超高加速度,提出了一种单轴的面内高量程压阻式加速度传感器。该传感器的量程为150 000 g_n,由支撑梁、质量块和4个微梁构成。当给传感器施加轴向加速度时,支撑梁两侧的微梁分别被拉伸和压缩,通过惠斯通全桥实现压阻信号的检测。将加速度传感器的固有频率、最大等效应力以及几何结构参数作为多目标函数,用OSF采样和克里金代理模型对加速度传感器进行优化,得到高谐振频率、高灵敏度和低交叉灵敏度的敏感结构。有限元仿真和电学仿真结果表明,传感器一阶固有频率为0.84 MHz,y轴灵敏度为0.594μV/g_n,非线性度为3.26%,x轴和z轴的交叉灵敏度均小于1%。     

NI推出基于PXI Express的高通道数动态信号采集模块

美国国家仪器有限公司（National Instruments,简称NI）近日发布了NIPXIe-449x系列模块,这是NI推出的最灵活的高通道数动态信号采集（DSA）模块。该模块提供可选的AC／DC耦合功能,既可用于麦克风或加速度传感器测量,又可对转速计或其他待测设备进行电压测量。     

基于北斗系统的高动态跟踪环路设计

提出了一种北斗系统处于高动态情况下的环路跟踪设计方案,分析了FLL,PLL,DLL等环路的具体设计.实验仿真结果表明,在速度为900 m/s,加速度为10 g的高动态情况下,可以实现正常跟踪,为北斗系统在高动态下的应用提供了一种解决方法.     

加速度传感器信号重建的几种仿真方法比较

在瞬态加速度信号测量中,不同的加速度传感器安装方式会影响传感器系统的有效测量频带范围,引起加速度信号高频成分的放大或者缩小,使得测量结果的误差较大。为解决该问题,本文利用频域建模法、频域插值法以及时域建模法对加速度传感器的安装传递函数进行处理,并结合逆滤波技术对畸变的测量信号进行修正与重建,使重建后的加速度信号更加逼近真实的瞬态响应信号,从而减小传感器安装方式对测量带来的影响。详细讨论了三种方法的基本原理,并在Matlab环境下进行了信号重建的仿真研究,获得了相关有价值的认识。实践应用表明,这几种方法均能有效提高信号的测量精度。     

MEMS传感器数据漂移抑制技术研究

针对惯性测量系统中MEMS加速度传感器存在信号漂移而导致测量误差的问题,采用时间序列的分析方法,对MEMS加速度传感器测量的数据进行分析。将MEMS加速度传感器测量的数据通过DSP读取后,通过ADF准则进行平稳性检验,传感器数据满足平稳时间序列条件。根据传感器数据的自相关函数与偏自相关函数特征,判断出序列满足AR(p)模型。通过AIC准则进行随机性检验,同时进行时间序列模型识别与参数估计,传感器数据在使用AR(1)模型进行建模时达到最优。建立MEMS加速度传感器信号漂移AR(1)模型,并依据模型设计卡尔曼滤波器。结果表明,在滤波前加速度传感器零偏稳定性为0.3032mg,卡尔曼滤波后的加速度传感器零偏稳定性为0.0247mg,测量稳定性能有效提高,并且运算阶数较低,能很好的应用于嵌入式系统。     

EPS用立式扭矩传感器的电磁分析

扭矩传感器是汽车电动助力转向系统（EPS）中的核心部件,根据电磁感应原理设计了一种新型立体磁电式扭矩传感器,首先介绍了传感器的圆柱式结构及工作原理,然后采用Ansoft Maxwell对传感器的电磁感应系统进行建模,通过静态分析,得到在使用电流为100 mA时系统磁场分布状态及静态输出电压,并利用瞬态模块模拟传感器工作过程,得到其动态输出信号为幅值随系统相对位置做呈正弦变化的高频感生电压,最后根据输出信号的特点设计了相应加法检波处理的原理电路。     

炮膛内高过载环境力测量系统设计

了获取弹丸在膛内高过载情况下的加速度信号,设计了一种弹载数据采集系统。选用高性能的Zynq 7000系列SoC芯片作为控制核心,将采集到的加速度信号通过A/D转换芯片送入大容量Nand Flash存储器完成数据的采集。通过对成品电路板的全面灌封技术,提高了系统整体的抗冲击能力。通过对实测结果进行分析,表明此系统可以准确地获取弹丸的膛内加速度变化曲线。     

高压架空输电线舞动监测系统

输电线舞动严重时会导致杆塔倒塌,甚至发生事故。该文采用微加速度传感器,研究了高压架空输电线舞动远程监测系统。系统采用新型微加速度传感器测量导线舞动的实时数据,通过无线GSM传输模块将数据发送至上位机。上位机对信号进行采集、滤波、积分等处理。系统采用最小二乘法（LMS）进行去趋势项处理,完成对加速度信号的积分修正,得到准确的舞动信息数据。采用该系统在实验室进行了测试试验,测试系统测量的准确性。试验结果表明,LMS能有效去除信号趋势项,对于模拟的输电线舞动信号,系统能够进行有效报警。     

高动态扩频信号快速捕获技术研究

主要研究了两种高动态扩频信号快速捕获的方法,即基于FFT的频域（载波）并行捕获法和基于FFT的时域（伪码）并行捕获法,并使用MATLAB进行了仿真和比较。仿真结果表明：基于FFT的频域并行捕获可捕获较大的频偏并跟踪一定的频率变化率,可用于卫星变轨等高动态、高加速度等飞行过程。而基于FFT的时域并行捕获可快速捕获码相位,用于在轨飞行的飞行器,可根据轨道参数提前预报其多普勒频偏,但同时需要精密测距的飞行过程。     

高冲击三维存储测试系统设计与应用

为全面记录复杂的高冲击加速度信号,设计了随弹三维测试固态记录器。详细介绍了其系统组成、电路设计原理,并根据测试对象的特殊性,从性能与体积上对整个测试系统进行了优化。该固态记录器以CPLD器件XCR3064为核心处理芯片;在其内部的A/D、铁电存储控制器、电源管理模块的共同作用下,成功地记录了侵彻过程中的复杂三维加速度信号,并对试验结果进行了详细的分析。     

供水管道泄漏信号检测系统设计

针对供水管道泄漏信号检测与泄漏点定位问题,设计了一种基于压电加速度传感器的供水管道泄漏信号检测系统。检测系统由两个振动信号采集终端和基于Matlab的上位机软件组成。从泄漏信号特点出发,对振动信号采集终端的前置信号转换电路、带通滤波电路和ADC数据采集电路进行了分析和设计。同时,对单片机程序和上位机软件的设计原理和功能进行了分析说明。采用VC-02振动校准仪和模拟供水管网,对系统的微弱振动信号采集功能和泄漏点定位功能进行了测试。测试结果表明,系统能准确采集加速度不低于0.01g（1g=9.80m/s^2）的微弱振动信号,对10m长的UPVC管道进行泄漏点定位的最大相对误差为3.97%,平均相对误差为3.51%。     

不等高梳齿电容式三轴MEMS加速度传感器

利用ICP体硅深加工,本文设计分析了一种三轴三质量块的电容式加速度传感器。水平方向采用定齿偏置配置梳齿式,垂直方向采用不等高对称梳齿式;对称的布局方式,解决了各个轴向的相互干扰问题。利用有限元分析工具对设计进行模拟,证实了设计的合理性和可行性。X、Y轴向和Z轴向的灵敏度分别为1.2 fF/g和1.0 fF/g,量程为±50 g。     

高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模研究

针对现有的高拱坝施工仿真多采用离散事件仿真（discrete event simulation,DES）这一建模方法,难以从微观层面精细地描述大坝施工复杂系统中的个体行为,同时仿真模型缺乏对关键连续因素的复杂作用关系进行定量分析的问题,提出高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模方法。首先采用基于多智能体的仿真与建模方法（agent-based modeling and simulation,ABMS）,依据高拱坝施工流程,抽象出拌和楼、自卸汽车、缆机、施工仓面四种Agent和详细的混凝土转运过程,对各Agent的行为以及它们之间的相互作用进行建模;同时,对影响施工效率的各种连续因素,基于系统动力学方法（system dynamics,SD）进行建模,定量分析疲劳、熟练度等连续影响因素对施工效率的影响;最后,以工作时间、缆机循环时间等为接口变量,建立高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真模型。工程应用表明,与传统DES模型以及单一ABMS模型相比,仿真结果与工程实际偏差率分别平均缩小了4.83%和3.5%,为高拱坝施工过程精细化仿真分析提供了新的思路。     

高准确度宽量限三相标准源

介绍了一种全电子式的新型工频电参量标准源。它采用三相标准信号作为整机的交流信号基准,对输出信号进行矢量采样（幅值,相位采样）。并与基准信号进行比较,用差值法控制,使输出信号的幅值保持准确并相位关系不变。     

基于行波全景故障特征自辨识的高阻接地故障检测方法

受故障信号微弱、配电网存在噪声干扰等因素的影响，高阻接地故障情况下行波波头提取和检测困难，导致基于行波信号的高阻故障检测方法可靠性不高。针对上述问题，提出一种基于行波全景故障特征自辨识的高阻接地故障检测方法。首先，借助行波全景波形对高阻接地故障与正常暂态扰动电压行波信号的时-频差异性进行分析；然后，搭建卷积注意力模块-卷积神经网络（convolutional block attention moduleconvolutionneuralnetwork,CBAM-CNN）模型，使其较传统的卷积神经网络（conrolutionneralnetwork,CNN）模型更具抗干扰能力，将行波全景波形以灰度图形式输入卷积神经网络，实现对多维故障特征的提取与利用；最后，在PSCAD上搭建10 kV配电网模型进行各种故障条件下的仿真分析。结果表明：所提方法能够可靠检测高阻接地故障，抗噪性能良好，且不受故障位置、过渡电阻、初相角的影响，大大提高了基于行波信号的高阻接地故障检测方法的可靠性与灵敏性。     

高亏格坝基地质体Kmeans-ERT自动建模研究

高亏格地质体是多处镂空的复杂地质构造,如坝基的互层、破碎带等。基于地层面的地质建模方法在处理高亏格地质体时存在自动化程度低、主观误差较大等缺点;基于体元的建模方法虽然可以实现自动化,但存在数据冗余的不足,且难以适应水利水电工程钻孔数据分布不均、地质体局部突变等特点。针对上述问题,提出一种基于栅格体元的高亏格坝基地质体K均值-极端随机树（Kmeans-ERT）自动建模算法。首先,针对高亏格地质体的随机性和突变性,采用鲁棒性较强的极端随机树算法构建分类模型;其次,采用K-means算法对地层样本进行聚类,根据聚类结果动态调整分裂阈值;最后,提出边缘检测算法识别模型边界,进而隐藏内部体元,实现模型轻量化。工程应用表明,所提出模型可以实现坝基高亏格地质体的自动建模,平均准确率相较支持向量分类（SVC）、K近邻算法（KNN）、随机森林、深度森林和BP神经网络分别提高17.4%、19.1%、4.7%、6.5%和17.1%,模型内存缩减率达69.3%;与人工建模方法和其余自动建模算法相比,所提出模型在精度和效率上具有优势。     

高速高冲击性小型增量式光电编码器的研制

光电编码器作为一种角位移测量传感器广泛应用于多个领域中,根据光栅盘的编码方式主要分为绝对式和增量式2种.绝对式光电编码器多用于角度测量,增量式光电编码器多用作速度测量,由于器件的限制,高速、高冲击是增量式光电编码器的1个瓶颈.结合材料的高低温性能和强度特性,采用CPLD硬件细分,设计了1种增量式光电编码器,该种光电编码器具有高速（转速为3 000 r/min）、高冲击性（峰值500 g）、超小型（外径为Φ27 mm,高度为15mm）和较好的高低温（-40～＋70℃）性能等优点.     

智能电能表动态特性测试相关问题分析

首先给出了动态测量的概念,概括了动态特性测试涉及的科学问题;据此,提出了动态电能测量和稳态电能测量的概念,给出了动态负荷、动态负荷特性、冲击负荷、动态电流的定义。进而,提出了动态测试激励信号建模的要求、电能表动态特性测试的相关要求、以及电能表的系统动态建模要求。其次,论述了电能表动态测试信号与系统建模的研究现况。然后,通过对比控制系统、测量系统、传感器的动态建模研究现状,指出了电能表的系统建模和测试信号建模的不足与存在问题,以及电能表的系统建模与测试信号建模的复杂性和差异性。最后,在分析控制系统与传感器的动态特性指标的基础上,提出了电能表的动态特性指标。论述的内容旨在为智能电能表动态特性的研究方面提供系统的研究思路,明确了电能表动态测试信号的建模要求和电能表系统建模要求。