集成于微型飞行器机翼上的流场传感器测量系统研究

阐述了热式流场传感器测量微型飞行器(MAVs)飞行参数的基本原理,介绍了流场传感器阵列在翼表流场测量中的应用.选用薄膜热敏电阻作为流场传感器敏感元件,采用恒温工作方式实现传感系统的测量.通过小型风洞试验,对传感器阵列进行了测试,并运用最小二乘法进行模型辨识.实验结果表明,所采用的流场传感器阵列可实现对风速测量,测量范围为2m/s～12m/s,测量精度为1m/s;对迎角的测量范围为0°～20°,测量精度为1°;对侧滑角的测量范围为-16°～18°,测量精度为1°.基本满足微型飞行器翼表流场的使用需要.     

一种两船横向液货补给错位角测量装置设计

进行了基于压电传感器的两船间横向液货补给的错位角测量装置设计.首先,建立了横向补给过程中几何量测量的原理模型;然后,结合需求对核心测量部件进行了数学计算分析和参数设计;最后,通过电路系统设计实现了两船间错位角的测量和显示.实验结果表明:基于压电传感器的错位角测量装置实现了测量范围为-30°～+30°,工作温度为-25～+65℃,环境湿度为95％ RH以下,测量精度为0.1 °的实时测量要求,该装置具有很高的温度稳定性、抗干扰性和重复性.     

新型宽量程浊度传感器设计

针对90°散射法和表面散射法分别只适用于低浊度和高浊度范围测量的技术特点,提出了一种90°散射法与表面散射法相结合的宽量程浊度测量新方案.基于该思想设计了新型的浊度探测结构,将两种浊度测量方法集成于一个浊度传感器探头,大大拓宽了浊度测量范围,且有效降低了传感器的体积和成本.实验结果显示:该浊度传感器能够准确测量0～4 000 NTU范围内待测溶液的浊度,且测量精度在±5％FS以内,在保证测量精度的前提下显著提高了浊度传感器的测量范围.     

高精度角速率参数测量方法设计

针对目前武器弹药研究领域对高旋弹角速率测量范围宽、测量精度高的需求,提出了一种基于电磁感应原理的角速率参数测量方法,并设计了相应的传感器.利用现场可编程门阵列(FPGA)作为控制核心,构建角速率频率跟踪测量模型,实现对弹体角速率参数的测量,并采用周期清零的方式消除测量过程中的累积误差.仿真试验结果表明:该测量方法能够实现大动态范围1 ～ 100 rps的角速率测量,测量误差小于0.3％,满足高旋弹大转速、高精度的测量要求,在姿态测量和空间导航等领域具有一定的工程应用价值.     

一种改进的火炮身管指向视觉测量方法

身管指向测量是实现自行高炮火控系统精度闭环测试中的一个难点,为解决这一难题提出了一种改进的火炮身管指向的视觉测量方法,将视觉测角方法推广到工程实际;首先介绍了火炮身管指向的视觉测量方法的基本原理;然后运用旋转矩阵描述了标志物与火炮身管之间的相对位置关系,由此定义了3个偏差角参数,并根据身管与标志物之间的相对位置关系及其运动规律推导了高低角、方位角与外参矩阵满足的约束方程,进而解出了这两个角度;最后进行了偏差角补偿实验,实验结果表明该方法有效解决了工程实际中偏差角导致的解算不准确的问题,其高低角测量精度可达0.05°,方位角测量精度可达0.1°。     

三轴磁罗盘的设计与误差校正

介绍了三轴磁罗盘的工作原理,设计了一种利用磁阻传感器和加速度计测定航向角、俯仰角、侧滚角的测量系统.分析了影响磁罗盘测量精度的误差来源,并在此基础上提出了相应的校正方法.实验结果表明,利用这些算法,可使磁罗盘的航向角误差由±9°降到±0.6°,有效地降低了由于制造和安装等引起的误差.这种校正算法不仪适用于磁罗盘,也适用于其它三轴传感器系统.     

超声波隧道风速测量技术研究

研究了一种基于鉴相技术的超声波隧道风速测量方法,建立了风速测量模型。该方法克服了传统时差法电路复杂、信号处理较难的缺点,实现了隧道风速的高精度实时检测。测量系统采用一个传感器连续发射,两对传感器同时接收的结构实现不同风速段的测量,在保证测量范围的同时提高了低风速段的测量精度。系统以单片机ATMEGA128为核心,采用CPLD进行高精度数字鉴相,提高了处理精度;利用温度补偿技术进一步提高测量精度。与传统的测量方法相比,该系统测量精度有较大提高。     

基于立体视觉的接触式三维测量系统

传统的三维接触式测量方法存在着速度慢、测量范围受限等缺点,而纯粹的非接触式测量方法则存在着特征边缘无法获取的问题。结合两种测量方法,设计了一种新的三维测量系统,该系统采用立体视觉技术对接触式测头的空间位置和姿态进行定位,进而间接计算接触式探针针尖位置来完成空间点的三维坐标测量。实验结果表明:系统测量精度优于0.2 mm,能够应用于工业现场进行复杂工件的典型几何特征检测和模型重构。     

飞机尾翼转角测量系统设计

针对飞机尾翼转角测量及远距离监控问题,设计了一种基于数字式MEMS加速度传感器测量飞机尾翼转角的测量系统;分析了电容式加速传感器测角原理;利用数字式MEMS加速度传感器ADXL345,结合无线ZigBee技术采用CC2430模块,以嵌入式STM32单片机作为控制器构建了一种测量飞机尾翼转角大小的测量系统;采用三维转台对飞机尾翼转动进行了模拟,完成了±90°范围内转角的测量;实验结果表明,在±90°转角范围内,测量误差的最大值为0.277°,满足小于0.3°的误差要求;该测量系统可以有效地完成飞机尾翼转角测量工作。     

基于融合模型的高精度倾角测量系统设计

针对现有倾角测量在宽范围内误差大的问题,提出了一种基于融合模型的高精度倾角测量系统设计方案,首先通过测量误差机理分析建立双MEMS加速度计的融合模型,再拟定标定方案确定模型相关参数,最后对硬、软件进行设计,可实现0~360°内角度的高精度测量。经高精度转台对比实验验证,该设计系统具有功耗低、宽测量范围内精度高等优点,能够实现在宽范围（0~360°）的高精度测量,且测量精度达到±0.05°。