国产智能气压测量仪实验室校准方法研究

以国产智能气压测量仪为研究对象，选取国产DYG4和国外PTB系列气压传感器为实验样本，对国产智能气压测量仪的实验室校准方法展开研究；校准方法对校准所用仪器设备、校准项目、校准数据处理原则展开分析，在校准方法研究基础上设计了DYG4自动化校准系统；校准案例中对样本仪器示值误差、回程误差、测量结果重复性进行了测试，并评定了示值误差测量结果的不确定度，DYG4在各校准点不确定度为0.14 hPa，PTB系列为0.12 hPa；实验室比对结果表明，各校准点归一化偏差绝对值均未超过1，证明校准方法合理。     

PTB系列气压传感器调试助手设计

为了解决PTB系列传感器参数配置和误差调整过程繁琐、不够便捷的问题,本文研究了PTB系列气压传感器参数配置命令和误差调整方法,设计了用于PTB系列传感器参数读取、配置和误差调整的助手软件,帮助操作人员完成一键参数配置、误差调整,大大提高了工作效率。     

基于四余度设计的驾驶员操纵传感器校准方法

飞行控制系统中,驾驶员操纵传感器作为飞机人工操作的信号源,具有非常重要的作用.目前,驾驶员操纵传感器LVDT采用检定的方式完成计量,忽略了该类传感器的使用要求.以驾驶员传感器技术要求为基础,分析四余度LVDT传感器技术指标特点,提出对其中通道跟踪误差和通道干扰的校准需求和校准方法,并通过Matlab实现通道跟踪误差计算.该方法的建立能够为传感器基于应用需求的校准方案设计提供思路,在今后具有复杂应用环境、特殊应用要求传感器的校准设计中打下基础.     

一种宽量程气压传感器的接口电路设计与测试标定

高空探测气压传感器,其特点是测量量程宽,满足常压到极低压(10 hPa)测量,因此,专用型压阻式气压传感器输出信号检测与数模转换接口电路的设计,是推广高空探测气压传感器应用的关键技术之一,具有十分重要的现实意义和广阔的使用前景。本文针对宽量程检测特点设计了压阻式气压传感器专用接口电路,解决了传感器微小电阻变化量的检测问题,并对传感器性能进行测试分析与标定,可实现传感器全量程误差不超过2.6 hPa,并实现数字化输出,完成传感器接口电路设计。     

倾角传感器自动校准系统的设计

为了解决倾角传感器传统手工校准方法成本高、效率低和精度低等问题,设计了一种倾角传感器自动校准系统.分别对该系统的硬件设计、软件设计以及校准算法三部分进行了阐述.硬件设计主要包括ATmega128微处理器模块设计、CH340串口转换模块设计、ADM3251 RS-232收发器模块设计、有源晶振模块设计以及电源模块设计;软件部分主要是上位机的程序设计;校准算法部分介绍了最优精度算法对数据进行处理的过程.最终对单轴倾角传感器进行了校准实验,实验数据表明,自校准系统相比于传统手工校准方法精度高,校准误差缩小了近1个数量级.     

边远岛气压温湿集成测量系统设计

气压、空气温湿度是海洋气象的重要观测内容;介绍了采用新型压力传感器MS5534C和温湿度传感器SHT15构成的集成测量系统在边远海岛气象监测中的一个应用实例,描述了这两个传感器的基本特性及其与微控制器C8051F120的硬件接口设计和软件控制方法;给出了RS-485总线接口电路设计、软件设计及其集成方法;系统经检定表明,气压的最大误差是-0.29hPa,温度的最大误差是-0.19℃,湿度的最大误差是-3%,优于项目的设计指标;实际应用证明,该系统具有精度高、功耗低、维护方便和可靠性高的特点。     

基于椭圆假设的电子罗盘误差补偿方法

研究了一种智能电子罗盘的误差补偿问题。把误差的形成过程假设为从圆到椭圆的变化过程(椭圆假设 ) ,其逆过程就是误差补偿的过程。研究了基于椭圆假设求解误差系数算法和误差补偿方法。该方法使智能电子罗盘容易地实现了自动误差补偿和自动校准 ,大幅度降低了成本。试验结果表明 :椭圆假设符合实际情况 ,补偿效果显著。按此方法对最大误差高达± 2 3.7°的电子罗盘法进行自动补偿后 ,最大剩余误差降至± 0 .4°。根据该方法研制的电子罗盘具有成本低、可靠性高和使用方便的特点。     

基于单片机的光纤光栅解调器

Bragg光栅解调系统是光栅传感器得以实用化的关键。根据光纤Bragg光栅传感器的传感机理,介绍了Bragg光栅解调系统的工作原理,建立了解调系统模型,提出了实现Bragg光栅解调的单片机解调系统,给出了详细的软硬件设计方案。光栅解调系统测量能够精度达到±5pm,重复性最大误差为±8pm。     

基于非线性拟合的自动气象站风向传感器校准控制研究

风向传感器是自动气象站的重要组成元件,由于其运行数据存在的噪声与缺失问题导致测量误差增加,因此设计基于非线性拟合的自动气象站风向传感器校准控制方法。分析自动气象站风向传感器的组成结构和工作原理,构建自动气象站等效模型。采用循环采集的方式获取风向传感器的实时运行数据,通过滤波、缺失补偿等步骤完成数据预处理。以数据预处理结合为基础,利用非线性拟合技术计算风向传感器误差,通过装设风向传感器校准控制器,完成风向传感器校准控制。实验结果表明,所设计方法与传统校准控制方法相比传感器的测量误差降低了0.759°,误差变化率有所下降,即证明了该方法的自动气象站风向传感器校准控制效果好。     

基于DSP的时栅位移传感器误差处理与系统设计

摘 要：概要分析时栅传感器的幅值误差、正交误差、相移误差等误差因素以及其对检测精度的影响,给出了对上述各误差进行在线检测的方法,同时通过信号合成、数字滤波与延迟补偿等方法联合消除误差影响,提高了系统测量精度。为实现上述方法,进而提出一种以DSP为处理核心的新型一体化系统信号处理解决方案。该方案将信号产生、数据采样控制、误差检测、位移解算与误差修正等数据处理集成到一片DSP内,压缩了系统硬件空间,提高了系统综合性能。实验表明：经过误差处理后,72对极传感器系统的误差从±128.4″减少至±1.7″。     

高精度硅压阻式气压传感器系统设计

为了消除环境温度对硅压阻式传感器输出的影响,大幅提升硅压阻式传感器的测量精度,将传感器芯片与热源和测温原件封装在一起,通过控制加热的方式使传感器工作在恒定50℃的环境中,对传感器进行线性标定和测试.结果显示:在-45～45℃环境下,600～1 100 hPa量程内气压传感器的测量误差小于0.3 hPa.     

基于LabVIEW的数字式气压计自动检定系统

气压是地面气象观测中的重要观测要素,现阶段气压计主要依赖人工检定,劳动强度大、效率较低且易出现失误；为此提出一种数字式气压计自动检定系统,以实现PTB220和PTB210系列数字式气压计的自动检定。系统依据JJG 1084-2013 《数字式气压计检定规程》设计,主要包括CPC6000型精密压力控制器、745-16B型高精度实验室标准表、多串口扩展卡以及计算机等。论文介绍了系统设计方案,基于LabVIEW开发了自动检定程序,包括压力控制、数据采集、数据处理、报表生成以及传感器调整等模块,并进行了检定实验。结果表明,系统可显著提高检定工作效率,经调整后的气压计测量误差符合要求。     

消化道诊疗胶囊三维磁定位系统的误差修正

设计了基于三轴磁感传感器阵列的体内微型诊疗胶囊定位跟踪系统,分析了系统的主要误差来源,提出了对背景磁场干扰、传感器灵敏度差异、传感器位置偏差、三轴传感器模块的非理想正交等误差的补偿和修正方法,并进行了定位实验和轨迹跟踪实验以检验误差修正效果。实验结果表明:误差修正后系统的定位与定向精度得到显著提高,对于距离传感器阵列平面150 mm的φ8 mm×8 mm的圆柱形N35铷铁硼永磁体,平均定位与精度达到8mm以内,平均定向精度达到6°以内,并能够对沿模拟肠道运动的内置永磁体的电子胶囊进行轨迹跟踪。     

Synthesis of hollow, magnetic Fe/Ga-based oxide nanospheres using a bubble templating method in a microfluidic system

This paper describes a new approach to synthesize hollow nanospheres in a microfluidic system using air bubbles as templates. A new microfluidic system which integrates a micro-mixer, a micro-condenser channel, microvalves, a micro-heater, and a micro-temperature sensor, to form an automatic micro-reactor, is used to generate air bubbles that assist in the synthesis of hollow Fe/Ga-based oxide nanospheres. Experimental data show that Fe/Ga-based oxide nanoparticles with a diameter of 157 ± 26 nm can be successfully synthesized. The formation mechanism is that the seed nanoparticles are attaching themselves onto the bubbles to form a solid shell. The magnetic properties of the hollow Fe/Ga-based oxide nanospheres are also measured. This may be a promising platform to synthesize hollow nanoparticles for drug delivery applications.     

双翻斗式雨量传感器自动调节检定系统设计

为解决超差双翻斗式雨量传感器在检定校准时精细定量调测问题,尤其针对：在大小雨强(4mm/min和1mm/min)测试时超差值为一正一负,目前只能通过目测观察法并依靠经验对容量调节螺母和定位螺母进行调节,这存在着一定的盲目性并且成功率低。提出了一套检定流程并利用红外光电传感器和步进电机模块,实现了上翻斗和计量翻斗的左右斗的翻动数据的定量测量以及定位螺母和容量调节螺母的自动调节,并且可自动记录和上传检定数据到上位机。结果表明：本系统能有效地判定和解决翻斗翻动平衡和协调性问题,并可为业务人员积累检定数据以便后续分析处理。     

红外信号发送模块设计及其在煤矿气体传感器调校中的应用

针对煤矿气体传感器采用遥控器人工校正方式可能导致有毒气体威胁调校人员生命安全等问题,提出一种红外信号发送模块设计方案,详细介绍了红外调校原理、红外信号传输协议的获取、红外信号发送模块的软硬件设计及其在传感器调校中的应用。将该模块集成到校验仪器上,可实现传感器的自动闭环校验,同时可在上位机系统数据库中集成多种红外信号传输协议,使得用户在使用时仅需选择对应传感器类型即可完成传感器技术参数的设定,从而大大提高工作效率。     

露点仪自动检定系统的开发与设计

基于机器视觉原理和参数自整定的模糊PID控制理论,设计开发了一种新型的露点仪自动检定系统,解决了传统的露点仪检定系统数据量多、误差大、露点温度检定点难以控制、工作效率低等问题。该系统采用模糊PID调节器实现露点发生器露点温度固定点的自动控制,通过机器视觉装置实现了标准露点仪和被检露点仪的数据的自动采集和处理;同时开发了上位机数据处理与管理系统软件,实现人机交互和数据管理,自动采集与处理、自动存储及检定判定,自动生成原始记录和证书等功能。测试结果验证表明,该系统运行可靠,检定精度能够达到要求。该系统采用模块化设计,具备良好的灵活性、可靠性和可扩展性,可根据实际检定需求进行修改或扩展,大大提高了露点仪检定的精确性和工作效率。