梳齿式电容加速度传感器等效并联电阻对器件输出产生的影响

梳齿式电容加速度传感器检测电容的测量结果会受到除感应电容之外的其他等效电路参数的影响。梳齿式电容加速度传感器的结构与多层瓷片电容（MLCC）的结构类似,因此可以借鉴多层瓷片电容中等效电路参数的研究方法对电容加速度传感器中的等效电路参数进行研究。本文将对梳齿式电容加速度传感器检测结构中的等效电路参数进行建模,并分析这些等效电路参数对测试结果产生的影响。     

平面电容传感器设计及在材料探伤中的应用研究

材料内部不同损伤具有不同的介电特性,利用平面电容传感器可以实现无损检测。平面电容传感器电极位于同一平面,敏感场非均匀分布,电极结构是影响传感器敏感场分布的主要因素。研究敏感场分布特性有助于提高传感器测量精度。本文基于有限元研究了不同电极结构的平面电容传感器,仿真结果表明,矩形叉指电极敏感场分布均匀性好。分别优化矩形叉指电极和圆形电极结构参数,并基于PCB工艺研制传感器用于材料损伤检测。实验验证了平面电容传感器用于材料探伤的有效性,且矩形叉指电极传感器测量效果优于圆形电极。     

平面电容传感器参数优化设计及实验

平面电容传感器的性能指标由结构参数决定,如何优化结构参数使传感器达到良好的性能是传感器设计的关键.基于三维有限元仿真模型,研究了感应面积一定的条件下,电极对数、电极宽度与间距比对传感器信号强度、灵敏度及穿透深度的影响.采用神经网络方法优化结构参数,在保证穿透深度的条件下,获得较好的信号强度.研制了不同结构参数的PCB型平面电容传感器,并将其用于介电材料检测,实验结果证明了传感器参数优化测量的有效性.     

基于弹簧长度测量的微小电容传感器的设计

基于微小电容检测在弹簧长度测量中的应用,介绍了电容传感器的结构原理以及传感器各部分参数的设计过程,并讨论了影响本传感器稳定的因素及其消除措施。     

基于电容式传感测头的电容检测系统的设计

针对纳米尺寸测量领域的不同测量要求,尝试开发一种基于电容传感器的微触觉测头及其电容检测系统。阐述了测头的结构原理和电容传感器的工作原理,研制了基于电容传感器的微触觉测头。测头的测量原理表明:微小电容检测电路是整个电容检测系统的关键部分。该微小电容检测电路选用电容/数字转换器(CDC)AD7747芯片,分别编写了单片机与该芯片的I2C通信程序和单片机与上位机间的串行通信程序,实现了微小电容的采集和处理,简单进行了电容式传感测头的轴向性能的测试实验。实验表明:电容式微触觉测头的分辨率为0.02μm,重复性较好,证实了此电容式微触觉测头的可行性。     

双阵列式电容传感器特性研究

针对电容层析成像技术的局限性,提出了新型双阵列电容传感器。利用传感器相邻极板灵敏度不均匀的特点,通过测量相邻极板电容以获得传感器内部局部浓度,重建管道内部传感器截面的相浓度分布。建立有限元模型,对不同电极数的电容传感器结构进行分析,研究了管道介电常数、电极覆盖率等传感器参数对灵敏场不均匀度的影响,得出优化的传感器参数。实验结果显示,该方法可以有效获取传感器截面局部浓度。     

平面式电容传感器阵列测量复合材料技术研究

基于复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列实现可视化无损检测。论述了系统的构成和测量原理,分析了影响测量效果的因素,并设计了信号转换和采集处理电路。基于简单的激励测量模式和共轭梯度算法,对比分析了仿真与实验结果。实验结果验证了基于电容敏感机理的平面式电容传感器阵列对复合材料内部缺陷检测的可行性和有效性。     

基于电容传感器的高精度液位检测装置设计

设计了一种使用电容传感器的液位检测装置。检测装置采用TI的电容传感器FDC2214进行多通道电容检测,检测出的电容数字量经I2C总线送下位机换算出当前液位高度后发送至上位机LabVIEW显示。该装置采用容器与电容极板相分离的非接触测量设计,能快速便捷地检测不同液体的液位。实验结果表明,该装置应用场合广泛,能测量0～100 mm液位高度,测量相对误差为4%,为非接触测量液位提供了参考方案。     

一种基于加样针结构的电容法液位检测系统

为实现全自动凝血分析仪加样过程高灵敏度和高精度的液位检测,采用了电容传感器原理和步进电机运动控制相结合的方法。介绍了探针式电容传感器的结构与工作原理;分析了电容/周期转换法的检测原理;组建了实验系统对灵敏度和测量精度进行检测。实验结果表明：加样针接触液面的瞬间,脉冲周期发生40%左右的显著变化,液位测量的标准差为4.1μm。     

单极板微位移电容传感器结构设计与优化

根据单极板微位移电容传感器结构优化设计的问题,提出了一种基于纵横推进法的电磁场仿真参数化建模方法。在建立合理的单极板电容传感器电磁仿真参数模型基础上,首先通过仿真实验选择保护环和绝缘层缺口的最优值。然后依据仿真得到的最优值,选择结构与最优值接近的电容传感器产品对比,取得了较好的研究结果,电容仿真值与实际测量值误差小于0.3%。最后对电容传感器极板倾斜对测量结果的影响进行了研究,极板倾斜2°时测量误差为1.6%。电容传感器结构优化结果满足实际工程要求。     

时差法声速测量仪的研制

共振干涉法和相位比较法是大学物理实验中常用的测量声速的方法,但是时差法很少被涉及。所设计的仪器在原有仪器功能的基础上增加时差法测量声速的内容,因为利用了单片机技术,在仪器成本没有增加的情况下,给该实验增加了一种实际常用的测量方法,并且数据测量结果与理论值符合得相当好。     

插入式静电传感器空间滤波法流速测量

插入式静电传感器在测量煤粉流速和保证其安全输送有较好的应用。利用插入式静电传感器和空间滤波原理提出了一种新的测量固相颗粒传送速度方法。根据得到的插入式静电传感器的点电荷数学模型,推导得到了固相流速的空间滤波测量原理,同时,采用"3dB"原则获取信号的截止频率实现了固相流速在线测量。通过实验,验证了插入式静电传感器空间滤波原理的可行性,并在流速为2 m/s～7 m/s时,分别进行了实验验证。实测结果证实了插入式静电传感器空间滤波原理测量流体速度方法是一种有效的方法。     

高精度标准单晶硅球直径测量系统的研究

为建立我国高准确度固体密度基准和质量自然基准,对高精度标准单晶硅球直径测量系统进行了研究.论述了平面波前激光干涉法测量直径的原理和方法,分析了相移扫描、温度测量控制、以及硅球体积计算等系统的关键组成部分,并给出了各部分的实验结果.理论分析和实验结果表明,整个直径测量系统目前的不确定度为3 nm.     

模糊传感器测量固体材料水分的探讨

本文探讨了一种用模糊理论实现测量固体材料含水量的方法。并以粮食为主要被测对象,在大量实验数据的基础上用模糊数学理论得分段的模糊数学模型。     

基于相位编码技术的双目视觉亚像素匹配算法的研究

在立体视觉中,比较了几种常见立体匹配方法,并针对存在的问题,提出了多种方法融于一体的高效立体匹配方法。首先将计算机构造的用于解相的光栅由投影仪投射到物体上,再将计算机构造的一系列黑白相间的编码光栅也由投影仪投射到物体上;然后将畸变栅线图像由摄像机采集到计算机中,用解相光栅进行解相得到折叠在[-π,π]区间内的相主值,用所述光栅编码方法进行相展开得到相位的周期,二者相加得到真实相位值,并拟合成连续曲线,从而实现了两幅图像相同相位曲线的匹配,再根据极约束条件,得到两幅图像点,采用插值算法计算出点的精确匹配。通过对实际物品的测试实验和标准量具的测试实验,实验验证了该方法进行立体匹配的高效性和准确性。     

基于相关函数的航空发动机自整角机信号测试

根据某型发动机自整角机传感器的工作原理,提出了一种新型的基于相关函数法测量该传感器信号的方法。实验和仿真结果表明:该测量法对信号中的随机干扰噪声有极强的抑制能力;对比传统的硬件测量法,该法克服了相位移动明显、响应速度慢等缺点,误差减小为硬件测量法误差的5. 24%,收到了良好的控制效果。     

基于FPGA的固体测速系统的设计与应用

针对目前工业生产过程中的固体流速测量问题,提出了一种基于 FPGA的固体流速测量系统。该系统以相关测速算法为理论基础,通过发射载波信号到测试管道,并采集管道内两个不同位置的流速信号,对这两路信号进互相关运算,寻找峰值点,从而间接求得固体流速。该系统包括一套基于 FPGA的硬件系统和一套基于 C++的上位机软件系统。经过测试验证,本系统实现了固体流速的精确测量,性能稳定,达到了设计目标要求。     

基于辩纤传感器与激光测距原理的物位检测系统设计

设计了一种对固体火箭发动机推进剂装药高度进行物位测量、显示以及预警的检测系统.系统采用了基于光纤传感器与激光测距原理的非接触式物位检测方案,使用光纤传导激光,使带电设备远离检测现场,在现场完全不带电的环境下,完成高精度物位检测;通过系统主控单元控制多个传感器可实现多点同步检测,从而能够在装药表面不是绝对平面的情况下得到...     

2D DGT induced fluxes in sediments and soils (2D DIFS)

Diffusive gradients in thin films (DGT) is an emerging, dynamic, measuring technique that can provide diverse information on the concentrations and behaviour of solutes, including chemical speciation and partitioning between solid phase and solution in waters, sediments and soils. The DGT device, which accumulates solute in a binding layer after transport through a well-defined diffusion layer, is simple to construct and use. However, complete interpretation of the dependence of mass accumulation with time requires a numerical model of the transport and reactions occurring within the device and its deployment medium. We have developed a software tool that models the temporal dependence of DGT induced fluxes from soils or sediments by considering diffusion of solutes in two dimensions (2D) and incorporating first order exchange of solute between solid phase and solution. Microniches of elevated concentrations, that emulate zones of high microbial activity, can be created in the soil or sediment. The solver uses an advanced 2D FEM method and a flexible and user-friendly Graphical User Interface, which incorporates essential model calibration tools, is provided. This solution in 2D is shown to substantially increase the accuracy of the simulation, compared to that achieved with the established DIFS software that provides only a 1D solution, and yet it still has short calculation times on modern PCs. The 2D model is shown to provide a good approximation to the full 3D solution, obtained using FEMLAB, when the supply from the solid phase is larger than supply by diffusion. Example simulations are provided for the three major solute supply situations, namely diffusion only, very rapid and sustained supply from the solid phase and two intermediate cases of partial resupply.     

数字化智能声速测量系统设计

针对传统的大学物理声速测量实验过程繁琐、测量误差大的不足,设计和制作了一种基于单片机开发的数字化智能声速测量实验系统,能够运用相位比较法精确测量声速数据。该测量系统以MSP430单片机为核心,对声速测量系统的软硬件进行设计,并针对干扰与误差进行去噪与优化处理。测量数据通过RS—485总线与LabVIEW编写的上位机通信,生成测量结果报表。该测量仪用电子测控方式代替传统双踪示波器观察李萨如图的方式,测试结果表明：该装置操作灵活简单,稳定性好,测量精度远高于传统实验装置,有很好的应用前景。