相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.     

基于遗传算法和偏最小二乘法的电容式油气两相流空隙率测量新方法

电容传感器提供的电容测量信息反映了两相流空隙率的分布,采用12电极阵列式电容传感器提供的电容值的线性组合(即空隙率测量模型)来实现空隙率的测量.遗传算法和偏最小二乘方法用来确定空隙率测量模型.首先应用遗传算法获得对空隙率测量有贡献的最佳电容组合,再用偏最小二乘方法确定各有贡献电容对空隙率测量贡献的大小.实验结果表明,提出的空隙率测量新方法是有效的,测量精度和测量速度满足工业应用要求.     

一种基于加样针结构的电容法液位检测系统

为实现全自动凝血分析仪加样过程高灵敏度和高精度的液位检测,采用了电容传感器原理和步进电机运动控制相结合的方法。介绍了探针式电容传感器的结构与工作原理;分析了电容/周期转换法的检测原理;组建了实验系统对灵敏度和测量精度进行检测。实验结果表明：加样针接触液面的瞬间,脉冲周期发生40%左右的显著变化,液位测量的标准差为4.1μm。     

差动电容式位移传感器的仿真研究

设计了一种差动电容式位移传感器,主要对传感器的数学模型及电容检测电路进行了仿真研究.其中检测电路设计主要包括正弦激励电路、转换桥路、信号放大电路、精密整流电路和滤波电路.最后利用Matlab/Simuink软件对所设计的系统进行仿真,并分析了传感器性能.仿真研究表明,传感器及其检测电路具有合理性,测量范围内具有很好的线...     

基于电容传感器的熔融金属液位检测系统

在讨论电容传感器原理的基础上,提出了一种在700℃的高温环境下实现在线检测金属熔融液位的电容传感器测量系统.其特点是:利用氟金云母微晶玻璃和铟钢加工新型传感器测头;以熔融金属液面作为固定极板;采用循环水冷却增加其在高温环境中的工作寿命;改进驱动电缆技术提高测量信号的稳定性;利用单片机对检测系统进行非线性补偿.实现对熔融金属液面高度在线测量的精度达到0.1mm,测量范围为1～15 mm.     

基于STM32F407单片机的纸张计数装置设计

随着时代的变化,纸张计数装置应用于各行各业.本文基于单片机能接收和分析弱电信号,并且能发出一系列控制指令的原理,设计和制作了一款纸张计数装置.装置使用STM32F407控制器和FDC2214电容传感器检测两极板间的电容值,用算法分析电容值,得出极板间的纸张数目.为了提高测量的精度,用多组实验数据拟合出分段曲线,优化算法...     

圆筒式电容传感器在沙子料位检测中的应用

为提高混凝土的质量,提出了利用圆筒型电容传感器测量沙子质量的设计方案,并设计了电容传感器的结构,采用了新型的微弱电容检测电路.经实验证明:该方法简便,可行,为沙子质量的检测提供了一种新的参考方法.     

水平管道油气水三相流含水率测量

针对水为连续相和油为连续相的流动状态,分别使用电导和电容传感器进行测量,实现了不同连续相条件下水平管油气水三相流的含水率检测.综合两种传感器的含水率实验结果,测量的平均相对误差为4.88％,为工业管道的油气水三相流动提供了含水率在线检测的方法.     

优化改进传感器精度的自适应神经网络控制策略

对于传感器在进行检测时,由于环境存在很多的干扰因素,会对传感器检测产生很大的干扰,使测量结果难以达到准确结果,提出用自适应神经网络来提高传感器测量精度的新方法,该神经网络可以看做是一个非线性自适应滤波器,通过Matlab仿真和实际使用证明:该方法不仅提高传感器精度,还提高了传感器环境适应性.     

平面电容传感器设计及在材料探伤中的应用研究

材料内部不同损伤具有不同的介电特性,利用平面电容传感器可以实现无损检测。平面电容传感器电极位于同一平面,敏感场非均匀分布,电极结构是影响传感器敏感场分布的主要因素。研究敏感场分布特性有助于提高传感器测量精度。本文基于有限元研究了不同电极结构的平面电容传感器,仿真结果表明,矩形叉指电极敏感场分布均匀性好。分别优化矩形叉指电极和圆形电极结构参数,并基于PCB工艺研制传感器用于材料损伤检测。实验验证了平面电容传感器用于材料探伤的有效性,且矩形叉指电极传感器测量效果优于圆形电极。     

清洗机器人倾角传感器信号处理研究

针对目前清洗机器人倾角传感器测量精度低、控制算法复杂等缺陷,提出了一种新的倾角传感器信号处理方法,通过Savitzky-Golay平滑滤波技术对传感器采集数据进行滤波预处理,建立了以温度、滤波后准确的传感器数字信号为输入变量的BP神经网络模型,将倾角传感器的测量精度提高到0.91％,实现了对机器人倾角传感器信号的高精度处理.研究结果表明,该方法能有效提高倾角传感器的测量精度,可为清洗机器人准确完成清洗作业提供技术借鉴.     

基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法

为了解决传统航天器姿态测量方法中存在的误差率高的问题,提出基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法。首先对使用的精密星敏感器进行设计,并将在不影响航天器运行的前提下安装在合适的位置上。通过建立运动坐标系、坐标参数转换和设置姿态参数三个步骤得出航天器运动模型,在该模型下分析出航天器姿态的基本运动规律、利用精密星敏感器识别并选取航天器空间下的任意三个星点,最后综合定位的星点和航天器姿态的运动规律,从不同的角度上确定航天器姿态测量结果,为了提高航天器姿态测量结果的精度进行标定处理。通过模拟实验分析得出结论：与传统测量方法相比,基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法的平均误差率降低了6.0%。     

一种新型波高测量系统的设计

波高测量是海洋工程模型试验中的一项重要内容,为了能够准确、稳定地实时测量实验水池中的波浪,采用了一种新型的波高测量系统设计方法:首先利用液位高度与波高传感器电容量的线性关系将波高测量问题转化为电容量测量问题;其次利用波高传感器的电容量与其充放电时间的关系将波高传感器的电容量测量问题转化为充放电时间的检测问题;然后运用单片机片内模拟比较器和定时器的输入捕获功能将电容充放电时间转化为计数值;接下来将计数值通过USB接口送到上位机进行数据处理及波形显示;最后进行实验测试,实验结果表明所采用的波高测量方法是有效的,且具有线性度好、灵敏度高、精度高的优点。     

一种矿井通风中精确测定风速的方法

针对超声波传感器接收超声波脉冲信号时由于存在起振过程,导致脉冲到达接收传感器的时间难以精确测定的问题,提出一种矿井通风中精确测定风速的方法,即通过拟合接收传感器接收到的正弦信号曲线及其包络线,计算出超声波脉冲信号到达传感器的时刻。对模拟采样数据的计算及分析结果表明,该方法能够达到较高的测时精度,从而能够保证矿井巷道测风精度。     

基于激光三角法的同步扫描形貌测量传感器

为了克服传统的激光三角非同步物体形貌测量传感器,在深度方向的测量精度和横向测量视场相互制约的固有缺点,设计了一种新型的激光同步扫描物体形貌测量传感器.传感器以激光三角测量法为基本原理,通过所设计的光路系统,实现激光投射方向与相机成像方向的同步扫描.本文研制了基于高速旋转的十二面转镜和线阵CCD相机为主体的实验样机,实现了测量深度方向和横向视场的相互独立,并结合精密电控位移导轨和激光跟踪仪等搭建了实验系统平台.在传统非参数标定方法基础上,提出了一种适用于该传感器的映射标定方法,能够准确快速的标定该传感器.系统利用激光跟踪仪进行比对实验验证,结果表明:单点重复性小于0.07 mm,测量精度优于0.25 mm.测量传感器具有精度高、速率快、稳定性好等优点,对于物体表面形貌快速精密测量有着广泛的应用前景.     

基于图像识别的喷嘴流量试验台油位检测系统

考虑到使用静态容积法的喷嘴流量试验台采用的磁致伸缩液位传感器在常温下具有较高的温度,但是温度高于常温时,会产生极大温度漂移无法保证试验系统的测量精度,本文将图像识别应用于喷嘴流量测量系统中,对从喷嘴排出滑油体积进行自动识别,忽略掉温度变化、传感器精度等对测量精度的影响。通过图像滤波、分割、刻度数字识别、刻度线识别以及油位识别实现对油位的自动测量。通过实验方法与人工读数、磁致伸缩液位传感器读数以及温度补偿后的传感器读数进行对比。结果表明,使用图像识别技术的流量试验台的试验结果与真实值最为接近,能够有效提高检测的精度和效率,降低试验台成本和测试人员的工作量,其试验结果最为可靠。     

具有温度及压力补偿的矿用红外甲烷传感器设计

针对现有红外甲烷传感器因受温度、压力影响而采取硬件补偿方式后存在测量精度和可靠性降低的问题,提出了一种具有温度及压力补偿功能的矿用红外甲烷传感器设计方案,详细介绍了该传感器的软硬件设计,给出了温度、压力的补偿方法,即在数据处理上增加了环境温度及压力补偿功能。测试结果表明,该传感器具有测量精确度高、稳定性好、环境适应能力强等优点。     

基于图像识别的航空滑油喷嘴流量试验台油位检测系统

考虑到使用静态容积法的航空滑油喷嘴流量试验台采用的磁致伸缩液位传感器在常温下具有较高的温度,但是温度高于常温时,会产生极大温度漂移无法保证试验系统的测量精度,本文将图像识别应用于航空滑油喷嘴流量测量系统中,对从喷嘴排出滑油体积进行自动识别,忽略掉温度变化、传感器精度等对测量精度的影响。通过图像滤波、分割、刻度数字识别、刻度线识别以及油位识别实现对油位的自动测量。通过实验方法与人工读数、磁致伸缩液位传感器读数以及温度补偿后的传感器读数进行对比。结果表明,使用图像识别技术的流量试验台的试验结果与真实值最为接近,能够有效提高检测的精度和效率,降低试验台成本和测试人员的工作量,其试验结果最为可靠。     

新型高精度水位传感器性能测试系统

设计了一种新型的谐振式水位传感器性能的测试系统,系统的最终目标是测得被测传感器的特性曲线,并以此来判断传感器的性能达标情况。系统以ADμC812作为主控制器;硬件电路主要包括水位高度压力值测量电路、谐振频率的测量电路及气室进气口开闭的控制电路。系统的核心在于采用了一种新型的频率测量方法及数值处理方法来到得传感器的特性曲线,本系统彻底消除了传统传感器检测仪的低精度、高误差的特点,大大提高了系统测量的可靠性和精准度。     

An algorithm for high precision attitude determination when using low precision sensors

The technology for high precision attitude determination when using low precision sensors is a key requirement of a modern small satellite. This paper presents a new attitude determination algorithm termed preprocess EKF(PP-EKF) based on preprocessing of the sensor data. It can enhance the overall modeling accuracy by using the quadratic penalty function to correct the dynamic model error and angular velocity error in realtime, based on the information fusion of the current and the past measurement information. The measurement model of the EKF is linearized by introducing the q method. The solution error of this process is also corrected to further improve the accuracy of the measurement model and make better use of measurement data from the low precision sensors, to obtain good attitude determination results. Finally, the simulation results demonstrate the high reliability and other advantages of the proposed algorithm.