PVDF薄膜传感器滑动信号的积分简化识别算法

将PVDF压电薄膜作为传感元件,设计滑觉传感器模块,用于反馈机器人抓取时物体的相对滑动状态感知。针对其触觉、滑觉信号难以区分的问题,分析了现有方法的缺点和局限性,设计了一种基于积分简化的滑动信号识别算法,将信号曲线与坐标轴围成的面积作为考量标准,可实时、高效地识别滑动信号,通过试验验证了算法的可行性。研究表明,当信号的δ值超过40%时即可视为产生了滑动。该算法可以为实现机器人末端执行器柔顺抓取技术中的滑觉检测提供参考。     

嵌入式光纤位移传感器信号处理电路的设计

文中介绍了嵌入式光强调制型光纤位移传感器的工作原理，并针对以往信号处理电路的缺点加以改进，设计出一种新的信号处理电路，重点描述了硬件实现方法及其软件开发。其硬件主要由信号调理电路、有效值转换器AD536A和高性能单片机ADuC812组成；软件部分的主要功能是完成两路信号相除、线性化处理和补偿等工作。传感器具有结构简单、线性度好、灵敏度高等优点。     

呼吸信号检测用PVDF压电薄膜传感器设计

针对呼吸信号对人体的重要性,研究设计了一种基于PVDF压电薄膜的呼吸传感器,阐述了该呼吸传感器的设计与制作过程。根据呼吸信号特点,设计了相应的信号调理电路,通过检测人体呼吸过程中口鼻之间的气流对PVDF压电薄膜的弯曲变形,获得了稳定的呼吸信号。采用小波软阈值对原始信号去噪,通过设置波峰电压阈值与相邻两波峰间的时间间隔来准确确定波峰,统计了受试者的呼吸次数。实验结果表明基于该PVDF压电薄膜传感器组成的检测系统能够测得稳定的呼吸信号。     

低速圆度仪电感式传感器及其前置电路的研究与设计

开发了一种差动式电感传感器及前置调理电路。主要介绍传感器的结构与工作原理及前置电路组成和工作原理,并对传感器系统进行实际生产验证。实际生产应用结果表明,在常温常压条件下,传感器及前置电路的测量系统的综合误差小于0.1%。本系统易于制作,适合于微小位置的测量场所。     

基于PVDF的足底测力系统研究

为实现人体不同路况运动过程中的步态识别,研制出一种便于穿戴的鞋垫式足底测力系统。以PVDF压电薄膜为传感材料,设计足底传感器。采用由电荷放大电路、滤波电路及电压放大电路组成的信号系统对传感器输出信号进行采样及处理,进行了电荷放大电路中的反馈电阻与反馈电容的实验测试选型分析研究。进行了平地行走、楼梯行走及斜坡行走的实验,实验表明,该足底测力系统具有良好的灵敏度与测量精度,并且采用PVDF内嵌在鞋垫的结构,使得测力系统适用于不同模式行走运动的检测。     

基于CPLD设计的增量式时栅传感器增量信号处理电路

介绍了增量式时栅位移传感器的工作原理,在分析信号产生及增量测量方法的基础上,采用D触发器工作原理设计了防重复计数电路模块,并采用VHDL语言设计了增量及方向信号产生电路模块,解决了时栅传感器信号处理电路的增量信号输出问题。通过对增量信号处理电路在CPLD中的综合时序仿真,验证了电路设计的正确性。CPLD可再编程的特点便于后续开发对传感器测量处理电路的升级。     

压电薄膜力传感器及其牙咬力的测量应用研究

本文介绍一种用于测量牙咬力的传感器-压电簿膜力传感器.它应用压电薄膜受到机械应力产生电极化,从而产生电荷的原理来测量牙咬力.这种压电薄膜厚度仅25μm,用它来作为传感器测量牙咬力时无咬合间隙,测量的值能反映出牙齿真实的咬力.     

电桥电路传感器线性化指示电路的设计

传感器非线性硬件校正电路一般存在调试困难的问题,利用模拟乘法器独特的运算功能,设计了一种线性化指标的指示电路,并分别应用于两种电桥电路传感器非线性校正电路的调试指示中。     

光纤电压传感器信号处理电路的设计

介绍了光纤电压传感器的工作原理,研究了光纤电压传感器的信号接收与处理电路部分,设计并测试了放大滤波电路、模数转换及单片机的信号处理电路,对高压测量中的误差来源进行了分析。     

激波探测系统传感器信号调理电路设计

采用压电式传感器测量激波信号时,由于其检测到的激波声压信号弱,输出为微电流,一般的信号调理电路不能满足要求,基于此问题,开展针对激波的信号调理电路的研究,该电路主要由电荷放大电路、带通滤波电路、输出放大电路等组成,其中带通滤波器的带宽设计为3～8 kHz,选用高精度单片运放OP07实现;电荷放大电路选用高阻、低偏置电流...     

PVDF压电式谐振传感器在密度测量中的实验研究

密度测量在现代生产生活中占有很重要的地位,因此研究出能够快速精确测量密度的方法会极大地改善生活和生产质量。现利用聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的压电效应和逆压电效应制成薄膜压电式谐振传感器,用于气体或液体的密度测量,从而得出传感器谐振频率与被测气体和液体密度之间存在的关系。从实验和分析结果看,该谐振传感器可用于气体或液体的密度测量,且测量结果具有较高的分辨力。     

基于 PVDF 三维力传感器设计

在现代机器人技术和柔性电子应用中,迫切需要具有高灵敏度、良好灵活性和三维力测量能力的柔性触觉传感器。本文提出了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的触觉传感器,实现动态三维力测量。传感器由3个夹角为120°的PVDF压电敏感单元构成3个压力敏感区,3个压电敏感单元安置在聚二甲基硅氧烷(PDMS)半球型结构的底面。从PDMS半球顶部传递的三轴接触力引起3个压电敏感单元的电荷分量发生变化,从而计算出接触力的方向和大小。本文推导了基于3个压电敏感单元触觉传感器的三维力算法,对所制备的传感器进行了标定,实现了三维动态力的测试。结果表明,角θ的平均误差为7.75%,角■的平均误差为12.17%,力F的平均误差为7.48%。该三维力触觉传感器在穿戴式电子产品、健康医疗、人机交互等领域拥有很好的应用潜力。     

调幅式电容位移传感器的峰值检波电路设计

针对调幅式电容位移传感器解调过程中由系统不确定相移导致的信号解调不准确问题,提出了一种基于改进的峰值保持电路的调幅式电容位移传感测量方法。首先,分析了调幅式电容位移传感器及其检测电路的工作原理,在研究调幅信号附加相移产生机理的基础上,提出了延迟反馈式峰值保持电路,用以去除附加相移对峰值解调的影响。然后,设计并制作了调幅式电容位移传感器,并对其各个性能指标进行了测试。最后,对实验结果和误差进行了分析。实验显示,提出的峰值保持电路的输出线性度优于0.05%,制作的传感器在0～25μm内数据测量稳定性优于10nm/30min,传感器测量偏差最大值为36nm。结果表明,采用延迟反馈型峰值保持电路有效地解决了系统不确定相移带来的峰值检波不准确的问题,所制作的电容传感器满足了高精度测量的要求。     

基于WSN的水务管理系统设计与实现

针对高水耗企业水务管理落后的现状,提出了基于无线传感器网络技术的面向企业水务监测及预警系统应用的系统解决方案,介绍了系统整体设计思路和结构,详细地给出了系统的软硬件设计方案。该系统通过在某企业实际应用后,同比为企业年节约用水16％,为企业创造了良好的经济价值,符合国家节能减排的要求,具有很好的推广价值。     

压力信号调理模块设计及应用

在分析压力传感器信号特性的基础上，模块化地设计了压力传感器信号的调理电路并对其进行了现场试验研究。结果表明：电路能实时、准确地处理信号，且工作稳定，可靠，重复性好，抗干扰能力强，可广泛应用于工业压力传感器信号检测现场及类似的其他场合。     

光学成像遥感器调焦控制电路仿真测试

提出了一种利用数据采集卡和计算机仿真技术检测和监控光学遥感器调焦控制电路的方法。通过对调焦控制电路的理论分析和实际测量,以数理逻辑、信息技术和系统技术为基础,构造了频率检测、电压检测、编码器反馈的仿真测试数学模型。应用计算机高速信息采集和智能控制技术,设计了调焦控制电路的仿真及测试系统,并进行了实验研究。实验结果表明,该系统能够准确测量工作频率在1.2 kHz以内,控制电压＜40 V的调焦控制电路,完全满足对光学成像遥感器调焦控制电路的仿真及检测要求,并可长时间、方便、高效地监控调焦控制电路的工作运行情况。     

交流励磁三维定位系统中磁传感器设计

交流励磁定位系统可以对介入式微型医疗装置在人体内的三维位置实现非接触式遥测。在定位系统中，为了测量磁场分布范围宽、下限磁场微弱的交变磁场，本文设计开发了感应线圈式磁传感器。根据电磁感应原理，感应线圈先将交变的磁信号转换为电信号，再通过后级信号处理电路在强大的噪声背景中提取出有用的电信号，结合传感器的输入输出特性，即获得待测磁场大小。实验结果表明：磁传感器能准确测量微弱交变磁场，且具有宽测量范围、高分辨率、高稳定性和高精度的优点。磁传感器还能适用于一切非导磁环境中跨度大的交变磁场的测量，具有通用性。     

振动功率流测量方法的研究

研究梁结构中功率流的测量中分别用加速度传感器和PVDF传感器进行功率流测量.通过压电加速度传感器与PVDF传感器测量进行实验比较,结果表明,设计制作的正弦形状和余弦形状传感器是适用可行的.     

基于类洛伦茨系统的微弱信号检测及其电路实现

基于一种类洛伦茨(Lorenz)混沌系统,利用周期微扰的混沌控制方法,应用于微弱信号的检测。首先,构建一个受控的类Lorenz检测系统,通过调节系统两参数可将混沌系统控制可在所期望的周期轨道内。利用李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱及分岔图分析,选择适当的两个参数值,将系统控制在混沌临界状态,当加入混有高斯白噪声的微弱信号时,系统发生相变,由混沌临界状态转变为周期三状态,从而检测出与外加激励信号同频率的微弱正弦信号。此方法不需要利用梅尔尼科夫(Melnikov)方法计算复杂的系统发生相变的激励信号幅值的精确解,实现方法简单易行,MATLAB仿真结果表明该系统可以实现极低的信噪比。在理论和数值分析的基础之上,该文设计了微弱信号检测电路,仿真和实验结果表明,该方法能够有效实现微弱正弦信号的检测。