中医脉像传感器的设计

利用铍青铜片和半导体应变片研制了一种中医脉像传感器。介绍了悬臂梁的计算,应变片的选取,电桥电路设计和传感器的结构。该传感器的灵敏度高,重复性好,为中医诊脉的科学化、客观化提供了一个有力的工具。     

光纤探头脉像仪的实验研究

本文介绍了采用光纤传感器的光纤探头式脉像仪的原理、仪器的结构，以及用其实际测试的结果。初步实验表明，该检测仪器能够精确、方便地测定脉像。     

基于MSP430F149的脉诊仪设计与实现

提出了一种基于MSP430F149的脉诊仪设计方案。该方法通过压力传感器探测脉搏信息,并可以结合PC机界面进行波形显示和数据分析。该设计主要包括信号检测和处理单元、微处理器单元、USB转TTL通信单元、脉搏信息显示和数据分析的PC机界面单元等。当该系统不与PC机相连时,也可以作为一个独立的电子脉搏计,记录存储脉搏测量信...     

光电式脉搏传感器及由其组成的血压仪的研制

人体脉搏和血压信号中包含着丰富的生理信息,是临床诊断的重要判据。本文介绍了光电式脉搏传感器的检测原理及其组成脉搏、血压检测仪的设计方案。采用集成式光敏元件和放大器芯片替代传统光敏器件进而实现对脉搏测量。而血压的测量采取较为普遍的KorotKoff原理测量法,利用压力传感器检测人体血压信号,并经过差分放大后,送至TC14433构成的数字血压表显示输出。该设计是光、机、电、计算机一体化测控技术的集中体现,是机电一体化产品改善人们生活和健康水平的代表。它的无创伤检测技术也是未来生物医学工程的重要发展方向。     

脉搏血氧饱和度测量系统的设计研究

本文设计了一种脉搏血氧饱和度测量系统,它采用调制光及同步检波方法取代传统的直流光,通过分析测试部位的血液随脉搏波动引起光吸收的变化推算出人体血氧饱和度(SO_2)。通过10例患者临床实验表明,本系统同临床血氧测定仪HP-56S测量结果有很高一致性,相关系数达到0.932。     

面向电容式传感器线性度标定的柔性微动机构设计

针对光学精密工程中位移检测问题,研制了一种电容式位移传感器线性度标定装置。阐明了标定装置的组成和标定方法的原理,该装置采用运动轴、测量轴和传感轴三轴共线的设计方案,从测量原理上降低了阿贝误差。基于伪刚体模型和拉格朗日方程建立了机构位移、刚度、强度和固有频率的理论模型,为机构优化设计提供理论依据。计算和仿真结果表明理论模型和有限元分析误差分别为3.764%、3.908%、14.842%和2.666%。试验结果表明行程测试值与理论值、有限元计算值的误差分别为9.254%和13.524%,刚度测试值与理论值、有限元计算值的误差分别为8.472%和11.914%。标定后传感器测试线性度由0.057 48%提高至0.004 39%,测试精度改善明显,能够满足光学精密位移测试需求。表明所搭建的标定装置有效,且建立的机构理论模型和分析方法可信。     

基于PZT的新型柔性梳状表面波传感器研究

针对厚壁管道表面缺陷检测,研究了一种基于PZT的柔性梳状表面波传感器。首先,采用有限元仿真的方法对钢板和厚壁管道上等间距梳状表面波传感器的阵元间距、阵元宽度、阵元个数、阵元长度进行了优化,以及阵元个数和阵元长度对传感器指向性的影响进行了研究,并通过优化选取背衬材料、设计背衬厚度,改善了表面波信号的拖尾现象;其次,根据仿真结果研制了新型柔性梳状表面波传感器,并进行了性能测试实验,实验结果与仿真结果吻合较好。通过仿真优化,得到当传感器阵元间距为λ_R(λ_R为相应表面波波长),阵元宽度为λ_R/2,阵元个数为5时,传感器表面波信号拖尾较小,能量较为集中。实验表明,根据仿真参数研制的梳状表面波传感器具有良好的指向性,并且能够实现厚壁管道表面缺陷的检测。     

成像光线追踪的舌面彩色三维成像方法研究

在中医舌诊的客观化研究中,舌面的彩色三维数据能为医生提供更全面的信息,提高诊断的准确性。提出了一种基于成像光线追踪的舌面彩色三维成像方法。在成像光线追踪模型的基础上,引入光平面约束,以准确确定成像点到空间测量点的映射,结合2个线结构光传感器的扫描测量,分别获取舌头上表面及下表面完整的三维信息,并根据空间测量点到成像点的映射,完成颜色渲染,获取对应测量空间点的颜色信息。设计并研制了舌面彩色三维成像系统,进行了测量及精度验证实验,实验结果表明该方法可以准确获取舌面的彩色三维信息。     

路面状况识别与传感器应用研究

天气往往直接影响着路面状况,关系着人们出行安全,路面上的积水将直接导致路面湿滑,低温时路面上的积水还可能结冰,严重降低路表抗滑系数,因此实时了解道路路面状况显得尤为必要。现收集研究了目前常用的几种路面状况传感器,描述了其工作原理,对比分析了其优缺点,梳理了其在国内外的应用现状,并对路面状况传感器存在的问题和发展趋势进行了探讨。研究表明,一个可靠的路面状况识别系统可以帮助人们提前准确了解天气对路面造成的影响,从而使道路管理者和使用者提前采取有效措施,确保行车安全,提高出行效率。     

智能轮胎传感器的研究现状及发展趋势(一)

智能轮胎传感器是智能轮胎实现的关键。介绍了目前研究较多的集成MEMS传感器、胎面阻抗传感器、超声波传感器、电磁传感器、无源无线声表面波传感器和虚拟传感器的发展,阐述了工作原理和优缺点。其中集成MEMS传感器包括英飞凌的SP12系列、GE的NPX系列、飞思卡尔的MPXY8000系列传感器,电磁传感器包括霍尔磁场传感器和磁化轮胎传感器。最后,对智能轮胎传感器研究中存在的主要问题和智能轮胎传感器的发展趋势进行了探讨。     

基于神经网络的气体传感器故障诊断

该文介绍了一种基于人工神经网络进行了气体传感器故障检测的新方法，文中利用单个气体传感器的输出信息为气体传感器建立了动态非线性神经网络气体传感器输出模型，并利用该模型进行在线故障检测，实际使用证明该模型具有良好的收敛性和稳定性，完全能满足对气体传感器故障在线检测的需要。     

电感式角位移传感器技术综述

电感式角位移传感器具有良好的环境适应力、较高的测量精度和稳定性的优点,该类型的角位移传感器广泛应用于高端装备、电动汽车、机器人、飞行器、武器等领域。本文介绍了3种电感式角位移传感器,包括旋转变压器、感应同步器这两种典型的电感式角位移传感器以及我国学者自主研发的磁场式时栅位移传感器。对它们的测量原理及关键技术做了详尽的综述,并分析了这些技术的优点与局限性。根据近年来电感式角位移传感器的发展现状,详细论述了电感式角位移传感器在机械、汽车、工业机器人、航空、航天和国防等领域的应用情况。最后,分析得出电感式角位移传感器技术应往高精度、高可靠性、嵌入式测量、复合功能测量、智能化等方向发展。     

线阵传感器在弹性元件冲击位移测量中的应用

讨论了线阵传感器在舰船动力装置弹性元件冲击位移测量中的应用情况.首先阐述了应用线振传感器进行弹性元件冲击位移测量的原理及测量方法的技术特点.并结合某型舰用弹性联轴器冲击位移测量的实例,验证了该测量方法的可行性,指出了测量方法工程应用前景.研究成果可应用于橡胶隔振器、弹性联轴器、挠性接管等舰用弹性元件冲击位移测量.     

管道机器人无线电磁自适应定位技术

针对金属管道机器人跟踪定位问题,提出了一种改进的自适应无线电磁定位方法,在未知管道几何尺寸和周围环境电磁参数的情况下实现了管道内机器人的三维定位.首先,通过磁偶极子模型分析了管道外极低频电磁场分布规律.其次,建立了六传感器接收天线的自适应定位模型,设计了电磁发射和接收电路,基于该模型推导出了含有6个未知数的非线性方程组,并分别采用3种算法对其进行了仿真分析.最后,分别对不同壁厚及不同埋藏深度管道进行了试验研究.试验结果表明,在管道壁厚为5.74 mm,埋藏深度为0.8～2 m的情况下,总位置误差的平均值小于18.7 cm,即比原模型减少了3.4 cm,满足机器人实际工作中的定位需要.     

电磁力平衡传感器控温方法再修改稿

电磁力平衡传感器因温度变化引起的示值漂移误差达-40.3 mg∕℃,远不能满足分辨力为0.1 mg及以上的电子分析天平计量性能要求。详细分析了温度对脉冲电流工作模式下电磁力平衡传感器输出误差的影响,根据传感器结构特征及散热方式,设计了一个PT1000高精度温度检测模块,利用等幅正、负脉冲且脉宽可调时动圈发热改变但平衡状态不变的特点,提出一种基于脉宽调制器（PWM）镜像脉冲的电磁力平衡传感器温度控制方法。该方法消除了因不同质量物体加载动圈发热不恒定引起的传感器输出误差,根据外界环境温度引起的传感器温度变化量,同步进地调节镜像脉冲的2个死区时间,实时改变动圈发热功率,维持传感器温度稳定。实验研究表明,采用上述研究方法后,电磁力平衡传感器漂移减小至3.1×10-6 g∕℃,有效降低了天平温度漂移补偿算法的难度。     

用于爆炸辐射电磁脉冲时域测量的集成光波导电场传感器研制

针对爆炸辐射电磁脉冲(EMP)上升沿快、脉宽窄、峰值场强高等特点,设计并研制出一种集成光波导宽带电场传感器。使用标准雷电电磁脉冲(LEMP)对研制的传感器进行时域标定得出,传感器能够不失真地测量出LEMP的时域波形,且最小和最大可测电场分别约为1.4和10.8 kV/m;使用连续波电场对传感器进行频域标定得出,传感器最小可测电场为52.5 mV/m,且在9 kHz～1 GHz响应波动在±4 dB以内。最后在国内某试验基地搭建了基于研制的光波导电场传感器的爆炸辐射EMP现场测试系统,分别对距爆炸点不同距离处的辐射EMP进行时域测量。结果表明,爆炸辐射EMP的产生滞后爆炸发生约几毫秒;辐射EMP为一系列双极性脉冲组成的脉冲串,单个脉冲宽度在100μs以内,脉冲串宽度在2 ms以内,频率在17.5～35 kHz;在距离爆炸物5 m以内的爆炸辐射EMP峰值场强在5～10 kV/m。本文研制的光波导电场传感器具有全无源、宽带宽、对被测电场干扰小、体积小、强抗电磁干扰等特点,为爆炸辐射EMP的时域测量提供了一种新的技术手段。     

用于纳秒级窄脉冲工作的大功率半导体激光器模块

介绍了一种将脉冲半导体激光器发射应用系统中脉冲整形电路、驱动电路、激光器保护电路、激光器集成封装成一个激光器模块的方式。当激光器工作于纳秒级窄脉冲状态下时,激光器封装引腿所产生电抗会使得耦合进激光器的脉冲波形劣化,能量损失。为得到上升时间短,波形半宽窄,峰值功率大的光输出,改进激光器管芯的结构并采用混合光电子集成的方式将驱动电路和激光器管芯封装在一个模块内,使得窄脉冲电信号高效地耦合进半导体管芯。分析验证了改进后的激光器模块的各项输出参数均得到改善。同等条件下,改进后的模块在光脉冲宽度为4.5ns时,峰值功率比单独封装激光器提高6倍多。此激光器模块可以得到宽度7ns左右,峰值光功率176W的光脉冲输出。测试了该模块在脉冲宽度为7ns左右的U-P曲线。     

基于腐蚀法的脉搏信号分析研究

脉搏波的峰值是脉搏信号时域分析的基础和关键。该文针对现实情况中出现的脉搏波潮波超过主波的情况,改进了阈值法：将脉搏波腐蚀后利用阈值法进行峰值提取,以便准确提取主波。利用MATLAB进行编程仿真,实验证明,改进后的阈值法能准确定位潮波超过主波脉搏波的峰值,上述方法具有良好的应用效果。     

抑制SnO2传感器温度干扰的研究

环境温度的改变和传感器工作温度的漂移严重影响了SnO2类传感器的检测精度、稳定度以及重复性.采用数字PI算法,通过控制SnO2传感器内部加热电阻的功率,使传感器工作在稳定的绝对温度下,从而抑制了温度变化对传感器的干扰,提高了该类传感器的工作稳定性.通过对含有CH4气体检测的大量实验表明,该方法完全能够抑制环境温度变化对传感器的干扰,提高传感器性能.