新型智能加速度传感器的设计

详细介绍了一种智能加速度传感器的具体实现方案.试验证明,该传感器性能稳定,具有测量精度高、价格较低、便携性好、灵活可靠的特点,克服了传统加速度传感器测量精度低,元器件精度要求较高,测试系统复杂昂贵,应用范围具有局限性的缺陷.它大大提高了加速度测量的自动化水平,具有重要的应用价值.     

新型三维压电加速度传感器的设计

利用三维加速度测量的特点,研制了一种新型压电式三维加速度传感器。该传感器基于压电式,采用严格圆球型的惯性质量块和严格对称的压电陶瓷片,从而实现了三维加速度的测量。初步的实验结果表明:该传感器性能稳定,3个方向上灵敏度可达到3.0×10-3V.m/s2,其体积小、测量精度高、价格较低、灵活可靠,有重要的应用价值。     

压电加速度测量系统的设计

现代工业和自动化生产过程中,动态测试中振动和冲击的精确测量很重要.常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号.在研究压电加速度传感器的基础上,分析了测量的工作原理,提出加速度测量的设计方法;加入温敏元件,进行温度补偿,使其应用温度范围扩大.给出适合该类传感器的信号检测电路和加速度测量系统组成.此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值,并具有结构简单,成本低,性能稳定等优点.     

高温压电加速度传感器设计与仿真优化

高温压电加速度传感器被广泛应用于振动与冲击测试、故障诊断与监测方面。针对传统压电加速度传感器灵敏度温度漂移过大的问题,该文设计了一种高温压电加速度传感器,该加速度传感器采用正负温度系数的压电元件堆叠设计,以抵消温度变化的影响,进而降低温度漂移。5层YCOB压电元件和1层GdCOB压电元件堆叠构成压缩型压电加速度传感器。应用ANSYS对传感器的性能进行仿真优化,并对提出的降低灵敏度温度漂移的方法有效性进行了仿真验证。结果表明,在常温～800℃全温度范围内,该传感器的灵敏度温度漂移小于±3%,其具有高温稳定性好、测量精度高的优点。     

电容式加速度计结构与检测电路的研究

提出一种基于水银电容式加速度传感器的接口电路。从根本上解决加速度传感器在大冲击或恶劣环境下的测量数据难采集的问题。在此接口电路中,采用MS3110芯片对设计加工的电容式加速度计进行测试,通过单片机写入程序来控制该芯片,调节内部各参数,使MS3110工作在线性度和灵敏度最佳状态。实验结果表明,此接口电路具有很高的稳定性、灵敏度和线性度。该测量电路主要包括硬件设计和软件设计。该电路能够高精度测量微小电容,有很好的应用前景。     

加速度场中工作的六维力传感器软件设计

六维力传感器处于加速度场中,其自身受到惯性载荷作用产生的力信号和被测试件产生的力信号混合在一起,传感器系统很难准确给出被测试件产生的受力(矩)情况。本文分析了六维力传感器在离心加速度场中工作的受力情况以及测量工作原理,给出其在加速度场进行力(矩)测量的解耦方法,在此基础上,开发了一套可应用于离心加速度试验的六维力传感器测量软件。经过试验验证,证明该软件可成功用于离心加速度六维力传感器的动态测量。     

双光栅π相位差温度不敏感加速度传感技术研究

提出了一种基于π相位温度不敏感的双光纤布拉格光栅加速度传感技术,并设计了双光栅加速度传感器,对该传感器的温度特性和加速度对中心波长的响应进行了研究。给出了该传感器的结构及封装方法。从理论上分析了基于π相位温度不敏感的双光纤布拉格光栅加速度传感原理,分析了温度和加速度对波长的响应关系,推导了该光栅加速度传感器的响应灵敏度的解析表达式。通过实验分析双光栅的加速度响应和平坦区。实验结果表明,在温度比较宽的范围内,可实现温度不敏感加速度的准确测量,加速度响应灵敏度为15.52 pm/(m.s-2),实验值与理论值的相对误差为3.06%,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%,在小于共振频率的低频段具有较好的平坦区。表明该双光纤布拉格光栅加速度传感器具有温度不敏感特性,能实现低频加速度的准确测量。     

体力活动水平的研究:测试、价值及代谢

运用文献资料等方法综述了体力活动水平的测试方法、价值及代谢情况。研究发现:加速度传感器和计步器测量工作的应用,加速度传感器和计步器都具有较高的精准度,但是当步行速度低于3.2km/h时计步器能够产生2%~5%的误差,当速度在6.4km/h以上时计步器与加速度传感器的精确度基本一致,且精准度的误差值在2%以内。     

并联式六维加速度传感器动力学模型研究

为实现六维加速度的测量,设计一种能实现六维加速度测量的传感器原型.加速度传感器以六自由度并联机构作为弹性机体,以压电陶瓷作为敏感单元,建模过程中充分考虑了传感器中心质量块坐标系、传感器外壳坐标系及参考惯性系之间的关系,在运动学分析的基础上基于Kane方法建立了该传感器的数学建模,得到了包含六维加速度信号的2阶非线性微分方程组,利用数值计算法完成六维加速度的计算.在激振试验台上的测试结果显示,与给定输入的加速度信号相比,六维加速度的测量误差约为0.2％,实验表明并联式六维加速度传感器数学模型的正确性及测量方法的可行性.     

加速度传感器在便携式设备中的应用

加速度传感器在便携式设备中的应用原理加速度传感器可以测量两种加速度值,第一种是静态加速度,第二种是动态加速度。所谓静态加速度是指地球的重力场,加速度传感器可以通过检测地球的重力场与加速度传感器感应轴的分量的大小来检测出倾斜角的变化。由图1可以看出,感应轴与地球重力场的夹角,与其所承受的重力加速度是存在一种正弦函数关系,因此,可以通过倾斜便携设备实现前后左右方面的控制。     

加速度传感器ADXL50在导弹行军中的应用

检测导弹在车载行军过程中受到的振动冲击。采用加速度传感器ADXL50敏感振动过程中加速度的值,然后通过ADC0809转换成数字信号,再通过信号处理的方法滤除一些随机干扰,最后进行显示与报警。提出一套完整的测量车载导弹振动冲击的方案。该方案结构简洁可靠,能够测量导弹在车载行军过程中受到的振动冲击。在此利用单片集成式加速度传感器ADXL50和单片机电路测量振动加速度。     

光纤布拉格光栅加速度传感器研究进展北大核心CSCD

基于光纤光栅原理的加速度传感器是近年来土木、机电和航空航天等领域研究的热点。简要介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)的加速度传感器的基本工作原理及力学模型,重点阐述了国内外基于光纤光栅的不同结构原理的加速度传感器最新研究进展。按工作频率范围的高低,先后介绍了用于低频和高频测量的加速度传感器的开发研究现状,并介绍了用于多维加速度方向测量的光纤光栅传感器的发展现状,最后对光纤光栅加速度传感器的发展作进一步展望。     

光纤布拉格光栅加速度传感器研究进展

基于光纤光栅原理的加速度传感器是近年来土木、机电和航空航天等领域研究的热点。简要介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)的加速度传感器的基本工作原理及力学模型,重点阐述了国内外基于光纤光栅的不同结构原理的加速度传感器最新研究进展。按工作频率范围的高低,先后介绍了用于低频和高频测量的加速度传感器的开发研究现状,并介绍了用于多维加速度方向测量的光纤光栅传感器的发展现状,最后对光纤光栅加速度传感器的发展作进一步展望。     

基于膜片与菱形结构的光纤布拉格光栅加速度传感器

提出了一种基于膜片与菱形结构的光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器,理论分析了传感器的加速度检波机理,推导了其灵敏度和谐振频率表达式。利用ANSYS和MATLAB软件对传感器的结构参数进行了优化设计,得到了尺寸更小但能满足实际应用需求的FBG加速度传感器,构建了有限元模型并仿真了传感系统的振动特性。制备了传感器实物并进行了动静态特性测试。结果表明:在20～90℃温度条件下,FBG传感器具有较好的温度自补偿效果,有效减小FBG中温度对加速度测量的影响;该传感器1阶固有频率约为681.4 Hz,在频率为0～500 Hz范围内,传感器灵敏度与振动信号频率呈良好的线性关系;膜片与菱形结构的组合应用增强了传感器横向抗干扰能力,并使得横向干扰度小于5%。     

分布反馈式光纤激光加速度传感器结构设计

设计了一种竖直式封装结构的分布反馈式(DFB)光纤激光加速度传感器,建立了加速度灵敏度与质量块尺寸参数的理论模型。基于有限元软件,对该加速度传感器的频率响应性能进行了仿真分析,加工制作了传感器原型样品并进行了实验研究。实验结果表明,研制的DFB光纤激光加速度传感器在10~4000Hz频率范围内的平均加速度灵敏度为-119.1dB,且谐振峰值出现在5000Hz附近,与理论和仿真分析结果吻合较好。光纤激光加速度传感器的工作频带在高频方向得到了有效扩宽,能更好地满足DFB光纤激光加速度传感器在高频领域的工程化应用需求。     

基于陀螺仪和加速度计的帆船运动姿态测量

针对帆船运动姿态监测的需求,设计并实现了一个基于微机电系统(MEMS)陀螺仪和加速度传感器的运动姿态实时测量系统。多传感器的数据融合,实现了姿态测量高准确度的要求。应用陀螺仪传感器监测船体姿态角度可避免因船体变速运动而导致的测量偏差;利用加速度传感器测量数据可有效消除陀螺仪的漂移误差和累积计算误差;采用加权时变的卡尔曼滤波作为数据融合方法有效地提高了姿态角度测量的精确度和稳定性。该方法已成功应用于Laser帆船运动姿态实时测量系统中,测量精确度达到了±1°。     

气流式加速度传感器的敏感机理

介绍了在研制气流式加速度传感器过程中，为对气流式加速度传感器进行建模，作者对气流式加速度传感器的工作机理进行了理论性探讨。在分析过程中以流体力学、传热学和惯性理论为基础并结合实验结果，建立了适合于气流式加速度传感器的气体运动方程和能量方程。同时还讨论了热线测量加速度的方法及根据实验分析了输入加速度对腔体内温度及传感器输出电压的影响，从而为进一步研究一系列气流式传感器的工作机理提供了方法。     

Stewart型六维加速度传感器的双支链故障自修复

六维加速度传感器能测量完整的空间加速度信息,在高端装备等领域应用前景广,但目前该类系统在大扰动下解耦机理不明确。该文以Stewart型六维加速度传感器为例,通过挖掘系统输出量间的协调关系,构建了4类双支链故障情况下的自修复算法。研究发现,算法的漏判率与预设的协调方程阈值有关。试验结果表明,引入自修复算法后,在双支链故障下六维加速度传感器的综合解耦误差降低了42%,满足实时性要求,即该算法有效、可行。     

MEMSIC传感器让运动更精彩

传感器是各种控制都少不了的重要角色,准确、迅速的控制对传感器的量程、精度、灵敏度等指标都提出了越来越高的要求,这一点在加速度测量中也不例外。 加速度测量在运动控制中起着重要的作用。在汽车、洗衣机、机器人甚至游戏手柄里都能找到加速度传感器的身影。正因为加速度传感器有着如此广泛的应用,市场对这种产品的需求也呈现出多样性的特征,而且常常对体积与性能的要求比较苛刻。在小型化方面,MEMS(微电子机械系统)技术显示出良好的前     

MEMS微加速度与微角速率集成传感器的研制

介绍了一种全新的MEMS微型惯性器件,该器件是一种基于热对流原理的热膜式传感器,它利用一个单敏感元件同时测量加速度和角速率。该器件由一个加热器和两组微型温度传感器组成,加热器加热气体形成的热对流气体作为敏感元件,该器件通过微型温度传感器测得的热对流气体的温度差实现加速度和角速率的测量。分析了器件的工作原理,根据仿真结果设计了双层的器件结构,进行了工艺开发,加工出了原理样机。测试表明:该器件同时具备了加速度传感器和角速率传感器的检测功能,很好地验证了设计的可行性。