基于GPS的在线车速检测校准系统设计

为解决现有车速检测校准系统由于安装位置差异所产生测量误差,检测装置数量多,拆装调试不便的问题,在了解了在线车速检测的基础上,分析基于多普勒频移算法的GPS测速特点,提出基于GPS的在线车速检测校准,并设计车速校准系统。实验结果表明,在线车速检测系统的测速精度可达0.01 m/s以上,置信度高,满足车速检测校准标准的要求。     

压电式压力测量系统准静态校准压力脉宽分析

压电式压力测量系统的低频(零频)特性不理想,静态校准时电荷会产生漂移,对灵敏度的获取产生影响.为准确获取测量系统的灵敏度,可采用准静态校准的方法,该方法存在如何选取校准压力脉宽的问题.根据压电式传感系统的等效电路,建立了在测量过程中电荷泄露的数学模型,分析了电荷漂移的主要原因;探讨了不同压力脉宽1 Hz内低频分量所占能量比;基于准静态校准实验,对典型压电式压力传感系统进行校准,获得了不同脉宽激励下测量系统的灵敏度,对灵敏度的差异进行分析,选取了合适的校准脉宽范围.     

高精度宽量程智能气源控制系统研究

气源控制系统作为气介质来源，是压力控制系统的重要组成部分，也是气体压力参数的测试、校准的基础。在气体压力参数的测试、校准中，使用的校准装置或测试设备需要外接气源系统。传统压力源通常都是正压、负压分开，使用中不能自动切换，通常还需要手动操作减压阀以得到相应的气源压力。为满足现场压力测试、校准中对宽量程供气的技术需求，对宽量程输出气源技术进行了研究，利用压力控制的设计方法和原理，设计了一种高精度宽量程智能气源控制系统。创新性地将负压、常压、高压气源进行宽量程集成设计，达到了0.5%FS的输出准确度和稳定性，满足了压力测试、校准中高准确度、宽量程、智能的供气需求。     

基于高速GPS的道路测速设备计量校准系统

为了解决道路测速设备计量校准困难的问题,本文给出了一种基于高速GPS的道路测速设备计量校准系统的实现方法。速度采集设备采用精度达到0.1m/s、数据输出速度可达到10次/秒的高速GPS测速模块,主控设备采用一台笔记本电脑加配套专门开发的控制软件,显示设备采用高亮度LED显示屏。通过主控系统软件可把GPS获得的速度数据实时的显示在LED显示屏上面。把本套系统安装到测试车辆上,可对道路车辆测速设备进行精确的计量和校准。本系统具有操作简单、计量精度高等优点。     

高精度风扇转速测试仪的研制

介绍一种基于89C51单片机系统的高精度风扇转速测试仪的测量原理、硬件组成和软件设计.该仪表采用在中低速时测速精度较高的M/T测速法,应用反射式激光传感器对信号进行采集,使系统在宽量程范围内实现了对风扇转速高精度、实时、方便地快速在线测量.     

微小型Hopkinson杆的动态校准系统

针对常用Hopkinson杆动态校准系统进行高安装谐振频率高g值加速度计动态校准时激励脉宽不能满足要求,且幅频特性曲线工作频带内不平直的问题,本文提出了微小型Hopkinson杆的动态校准系统,该系统采用微小尺寸精密校准杆,并对传感器安装结构进行了改进,且实验证明该系统对高安装谐振频率的高g值压阻加速度计和BK 8309高g值压电加速度计进行动态校准得到的幅频特性曲线较为理想。     

基于可调恒流源技术的热式气体质量流量计

热式气体质量流量计是基于对流换热原理进行流量测量的.在恒温差式和恒功率式两种传统设计方式的基础上,提出了一种基于可调恒流源技术的热式气体质量流量计.测量范围为0.2～20 m/s,将此范围分为三段.0.2～0.9m/s设定加热电流为40 mA,0.9～10 m/s设定加热电流为60 mA,10 ～20 m/s设定加热电流为80 mA.汇总各加热电流下的测量数据从而确定全量程范围下的计算模型.系统在天津大学流量实验室大口径气体流量标准装置上进行检定,管道口径为DN200,精度为1.0级,量程比达到100∶1.     

准静态冲击波压力测量系统校准技术研究

冲击波压力测量常采用的压电式ICP传感器及高阻输出型冲击波压力传感器低频特性较差,不适宜采用静态校准,针对该问题提出了基于“比对式”的准静态校准方法。介绍了准静态“比对式”校准原理,分析了压力脉宽的选取依据,组建了标准压力监测系统,提出了精度要求,探讨了基于“比对式”准静态校准的冲击波压力测量系统的量传途径。利用落锤液压标定装置,对典型冲击波压力传感器进行准静态校准实验,获得了该传感系统的灵敏度、线性度及重复性。     

高速运动物体制动全过程测量

介绍了一种基于激光光幕测速原理的新型测速系统,利用固联在运动物体上的参考齿形挡光板、一对激光发射/接收装置和大缓冲容量、大动态范围的高速计数电路,在制动行程内,实现运动物体从较高初速至准静态的全过程速度测量.介绍了测速系统的工作原理和硬件设计,并进行了误差分析.现场试验的结果证明该方法能对准静态速度至65 m/s的速度范围进行准确测量.在齿形板齿间距3mm情况下最高速段能保证200个测量脉冲,测时误差最大为0.125 μs.高速段测速误差在0.833%以内,低速段误差在0.334%以内.     

一种压阻式高g值传感器的冲击校准的方法研究

介绍了一种高g值冲击加速度传感器灵敏度校准的方法,即基于Hopkinson杆技术的激光多普勒干涉法,该方法能够复现冲击加速度量值,直接溯源于激光波长和时间/频率量,并使用Hopkinson杆对150 000g量程的压阻式传感器进行了冲击校准,通过校准证明了该方法的可行性,而且复现方法可靠、稳定.     

加速度传感器动态校准系统不确定度评估方法的研究

针对加速度传感器动态校准获取其工作频带的过程中,因校准系统存在测试不确定度导致传感器校准不准确的问题,设计了某型号加速度传感器的动态校准试验,以试验数据为依据提出了系统不确定度评估方法。通过对冲击试验台为冲击激励源构成的动态校准系统测试过程中几个主要误差源的分析,结合文中提出的系统不确定度评估方法计算出校准系统的测试标准不确定为1.77%,扩展不确定度为3.54%。对比测量仪器特性评定相关指标可知该校准系统符合工程校准需要,而该评估方法的提出对校准系统的不确定度评估有一定的现实指导意义。     

薄壁圆筒谐振式液体密度传感器的设计

在对圆筒谐振子的数学模型计算和有限元分析的基础上,设计了一种新型的谐振式液体密度传感器.该传感器由双端固定的圆筒谐振子、自动增益和相位调节的测量控制电路、C8051F020单片机的信号处理系统组成,具有对压力变化不敏感和智能温度补偿的功能.实验结果表明,20℃时传感器系数为K0=-129.5668 kg/m3,K1=-0.253 5×106(kg/m3)/s,K2=0.623 9×1010 (kg/m3)/s2,在700～900 kg/m3的测量范围内,综合测量精度为0.1%.     

高精度低噪声MEMS陀螺仪电容读出电路

在研究电容式微机械陀螺信号通路工作原理的基础上,分析了影响电容式读出电路精度的各种非理想因素并进行了量化计算,设计了一款低噪声电容读出电路。该芯片采用高频调制原理实现了低频噪声的转移,同时提出了一款具有高电源抑制比的低噪声运算放大器,采用连续时间的电容读出方法研制了微机械陀螺ASIC电路。该芯片采用0.5μm CMOS工艺,芯片面积为3.5mm×3.4 mm,测试结果表明,该单片ASIC的输出级噪底为-117 dB,当陀螺仪量程为±300°/s时,分辨率可以达到0.00035°/s。     

基于窄脉冲校准的高量程加速度传感器动态建模

面对高量程加速度传感器动态校准中存在的测不准以及数据处理困难等问题,论述了窄脉冲校准原理,引入了消除噪声干扰的广义最小二乘算法对于传感器的校准数据进行处理,并且结合窄脉冲校准原理进行了算法的数值仿真与实验验证。利用Hopkinson 杆对于自研的量程为200000gn的多级封装传感器进行了窄脉冲动态校准实验。系统辨识的结果表明模型获得的传感器的本征模态与通过FFT方法获得的本征模态分别为482.4kHz以及481.8kHz,并且曲线精度大大优于后者。     

压电传感器冲击滞后响应时间测量与分析

压电传感器作为机电换能器使用时响应迅速,使用冲击设备和测量系统对其进行了瞬态冲击滞后响应时间测量和分析.从传感器二阶系统的动态响应、应力波的传播角度出发,通过对滞后响应时间建模和分析,得到了影响该时间的因素,与传感器的结构参数、冲击激励的脉宽、是否有转接结构及安装力矩的大小有关.当传感器固有频率高、阻尼比小、激励脉宽窄、无转接结构和使用较大的安装力矩时,传感器具有更快的响应速度.     

光切割法10~5g冲击校准技术

对高达10~5g冲击校准技术做了探讨。依照ISO/5347—2标准的光切割法原理并采用气炮装置,使校准上限可达10~5g,校准加速度脉冲持续时间为100μs,校准不确定度可达到±5％.这种校准下限也可做到10~2g量级。     

数字超声检测仪中窄带激励脉冲的CPLD实现

为了提高数字式超声波检测仪系统的距离分辨率,使超声检测系统具有探测速度快、精度高、分辨率高、可靠性高等优点,要求激励i脉冲的脉宽和频率具有可调性.采用分频器的设计思想,给出了一种频率、脉宽可调的窄脉冲发生器设计原理,并用CPLD实现了一种可满足数字超声波无损检测仪激励信号需要的脉冲信号发牛器,通过实验仿真证明所产生的窄带激励脉冲具有频率,脉宽可调的特点,从而提高了系统性能,使参数凋整更加方便.同时,还可用于其它需要产生频率,脉宽可变脉冲的场合.     

水中压力传感器灵敏度校准的研究

在研制水中压力传感器的过程中为了降低研究成本,校准采用自研校准装置进行.通过用自研的压力校准装置对水中压力传感器进行动态灵敏度校准方法的研究结果表明:校准装置可实现300 MPa量程范围内、脉宽小于12 ms的校准脉冲压力信号;在25 MPa以内,装置的不确定度在4%以内;由对比试验得到,用该装置校准PCB传感器的灵敏度与出厂给出的校准灵敏度比较,其相对误差小于1%.说明用自研压力校准装置校准传感器的灵敏度方法可行且可靠.     

压阻式高量程微加速度计的冲击校准

采用体硅微机械加工技术和扩散技术,制作压阻式高量程微加速度计,设计量程为50000gn。芯片材料为单晶硅,采用双列扁平陶瓷封装。为了测量其动态灵敏度,使用Hopkinson杆在约40000gn的加速度水平下进行了冲击校准。在电桥电压为6.33V的情况下,被测微加速度计的灵敏度为1.26μV/gn。     

基于激光自动搜寻的微位移传感系统设计

基于激光自动聚焦探测原理研究开发了一种非接触式微位移传感系统。利用光驱内的激光头,根据自动聚焦的原理进行设计,在“S”曲线法的基础上又提出了一种新的测量方法——自动搜寻法。将这2种方法相结合,既可进行大量程的测量,也可进行较小量程内高分辨力的测量。大量程(1.8mm)内的分辨力为2μm,较小量程(200μm)内的分辨力可达0.2μm。试验表明该系统具有良好的线性度、重复性和动态响应特性,可用来测量复杂物体表面的面形。