非线性阻尼扭摆振动模型及在转动惯量测量中应用

为减小传统扭摆振动数学模型在大尺寸板状物体转动惯量测量中的误差,建立扭摆振动一般形式的非线性数学模型,利用弱非线性条件下平均值方法将其线性化获得扭摆振动线性化方程。导出转动惯量新的数学表达式并计算转动惯量,其结果的重复性误差减小、精度提高,实现转动惯量的精确测量。     

用于非线性兰姆波检测的高灵敏度宽带光纤光栅传感器

光纤传感器因其灵敏度高,已逐渐应用于超声检测的研究中,但大多数光纤传感器的频带响应范围有限,约为几百k Hz,很难检测到更高频率的信号。所提出的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器的高频检测范围可以达到4 MHz左右,大大提高了其检测带宽范围。文中将传感器应用于304不锈钢板兰姆波的非线性检测,同时与传统超声换能器的检测结果做对比。实验结果表明,用脉冲波激励信号时,FBG传感器可以检测到钢板兰姆波的基频到五倍频信号,表明FBG在检测兰姆波非线性上是有很大潜力的。     

增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器发展现状及趋势

按是否对光栅尺进行位置编码,光栅位移传感器可以分为增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器。增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器各有其优缺点。增量式光栅传感器发展比较早,应用广,占有很大的市场。绝对式光栅传感器技术先进,近年来发展迅速。本文阐述了增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器的工作原理和特点,同时详细总结了国际上生产和研究位移传感器的厂家和研究机构及他们的产品。     

光纤布拉格光栅应变传感器的低温特性

研制了一种新颖的菱形光纤布拉格光栅（FBG）低温传感器。采用有限元方法分析了这种结构的力学性能和温度特性。将该装置置于低温（液氮）拉伸设备中，实验研究了这种封装形式的低温应变特性。采用光纤布拉格光栅网络分析仪和低温应变仪，分别测量了液氮温度下菱形应变传感器的波长变化量和应变变化值，测得其应变系数为-0．7185μe／pm，线性度达到0．9998。     

非线性阻尼条件下物体转动惯量测量研究

为了实现非线性阻尼条件下物体转动惯量的测量,分析非线性阻尼对扭摆运动的影响,建立了扭摆运动的非线性微分方程,利用Hilbert变换计算扭摆运动的瞬时无阻尼固有频率和瞬时阻尼系数,从而求出被测物体的转动惯量。通过增加被测物体的面积来增强非线性阻尼的效果,利用基于扭摆法的转动惯量测量系统对阻尼样件进行了测量。实验结果表明:在非线性阻尼条件下,阻尼样件转动惯量测量的相对误差小于1%。     

基于炭黑填充导电橡胶的压力传感器非线性特性

通过分析力敏炭黑填充导电橡胶(力敏导电炭黑/橡胶)"负电阻-压力系数"(NPCR)的主因,研究了基于炭黑填充导电橡胶的力传感器非线性特性。研究表明,当炭黑体积分数接近临界渗流体积分数时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小;炭黑体积分数在渗流区时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小和导电橡胶应力-应变关系的非线性;若炭黑体积分数在传导区时,NPCR非线性的主因为应力-应变关系的非线性。随着炭黑体积分数的增大,力敏导电炭黑/橡胶的NPCR非线性逐渐减弱。此外,由于界面压阻效应以及导电橡胶近似不可压缩体的性质,用于获取NPCR效应的电极分布形式也对NPCR效应的非线性特性存在影响。     

基于光纤布喇格光栅传感器的精密位移测量

首先对光纤布喇格光栅传感的基本原理进行了分析,并给出了光纤光栅位移传感的基本公式.在此基础上,设计制作了一种光纤光栅位移传感器.采用光纤光栅作为传感元件,利用多波长计进行波长检测,对位移量进行了传感测量.实验中,传感器位移检测范围为0.6mm,其传感测量精度为±43nm,测量分辨率为1.5nm.实验结果具有良好的线性度.     

改进型双光栅矩阵运算光纤光栅传感器

在光纤光栅传感器的应用中一直存在着交叉敏感问题,必须采取各种措施进行补偿或区分。 在悬臂梁的上下两面分别粘贴光纤光栅,通过分别测量这两个光栅的波长位移的改进型双光栅矩阵运算法来克服交叉敏感问题。该方法只需要一套光源和检测系统,装置简单,具有较低的成本和实际应用前景。     

冲击荷载下基于埋入式光纤光栅传感器的混凝土动态应变测试

为实现冲击荷载下混凝土材料内动态应变的直接测量,研制了基于光纤Bragg光栅的混凝土光纤光栅应变传感器。将光纤光栅传感器埋入混凝土试件在SHPB装置上进行了冲击试验,由光纤传感器和粘贴于试件表面的电阻应变计分别测量了试件内和表面的动态应变。利用测量结果分析了混凝土在冲击荷载下的动态应力应变响应。对测量结果的分析和比较表明,采用埋入光纤传感器来实现混凝土结构内应变直接测量的方法可行、合理,研制的光纤光栅传感器适合于混凝土内动态应变测量,可更广泛地应用于混凝土、岩石等介质的动态性能试验及结构的动态响应测试中。     

光栅扭矩传感器的信号电路设计

针对水轮机主轴扭矩检测系统中的光栅扭矩传感器,设计了一种新型电路。采用ispPAC10芯片,通过器件编程的方式,实现对模拟信号的放大、整形和滤波,避免了传统模拟电路调试的麻烦。利用CPLD工作频率高的特点,进行高精度细分,结合MCU系统,完成对数据的处理。实验证明,以这种新型电路对扭转角位移进行测量时,精度高达0.001o/m,实现了扭矩的实时、高精度测量。     

基于线阵 CCD 的全息光栅位移传感器

目的：提出了一种新型的基于全息光栅的CCD位移传感器。方法：利用CCD分辨率高，像素均匀等特点，对干涉条纹的移动进行精确定位，利用全息光栅在测量过程中又具有不受光源波长的影响，适用光谱范围宽等特点，实现位移的自动精确测量。结果：系统能够对位移实现自动精确测量。结论：该系统具有一定的实用价值及应用前景。     

谐振梁在高量程加速度传感器非线性测试中的应用

介绍了一种高量程加速度传感器非线性的新测量方法。用谐振梁与振动台系统组成新的谐振系统．这一系统对振动台的振动信号具有放大作用,从而解决了用小量程振动台标定大量程加速度传感器非线性的难题。详述了用谐振梁法测量高量程加速度传感器非线性的实际操作过程,总结了试验过程中的方法和经验,对高量程加速度传感器非线性测量具有实际指导作用。     

发动机动力总成惯性参数的扭摆测试研究

发动机动力总成的惯性参数包括其质量、质心位置、转动惯量、惯性积和惯性主轴.本文应用"悬线法"原理与计算机三维模型分析相结合的方法测量发动机动力总成质心位置,并研究应用三线扭摆法测量发动机动力总成转动惯量、惯性积,并计算出其惯性主轴.     

基于光纤光栅传感器的结构故障定位方法

提出了一种实现结构故障定位和故障实时监测的新方法.该方法利用光纤光栅传感网络测量结构应变,得到结构的挠度矩阵,分析故障前后挠度矩阵变化,计算得出故障定位向量,进而确定损伤区域,实现了结构故障准确定位和健康状况实时监测.实验结果表明,上述方法大大提高了故障定位的准确度和实时性.     

光纤光栅流速传感器的设计和实验

本文通过实验验证了一种新型的测量液体流动的流速传感器。液体流动的力作用在小圆盘上,导致悬臂梁的扭曲变形。将布拉格光纤光栅植于悬臂梁上。通过检测布拉格光纤光栅波长漂移,就可以得到液体流速。实验结果显示了这种传感器的可行性。实验实现的测量范围为0--120cm／s,测量精度最高可达到5cm／s。同时,本文提出了通过改变传感器的材料可以扩大测量范围。     

基于BP神经网络的传感器非线性补偿

由于传感器本身的非线性特性以及传感器在测量过程中外界环境因素的影响,使得传感器的输入输出特性呈现出非线性.讨论了BP神经网络模型在传感器非线性补偿中的应用.给出了相应的补偿方法,即采用两个相同的传感器对同一被测量进行测量,其测量结果作为神经网络模型的输入,经过补偿后的传感器具有线性的输入输出关系.采用递推预报误差算法训练神经网络,具有收敛速度快、收敛精度高的特点.试验结果表明,应用神经网络对传感器的非线性进行动态补偿是一种行之有效的方法.     

非线性传感器静态特性评估的极限点法

基于对测量过程、测量误差的认识，提出了一种利用极限点法评估非线性传感器静态特性的一种新方法。给出了利用该方法评估非线性传感器的两种模型。并以一电涡流式非线性位移传感器的标定数据进行了计算、分析。     

压力传感器非线性误差的单片机校正

本提出并实现了用８０３１单片机进行压力传感器的非线性误差校正方法的工作原理、硬件结构和软件结构。该方法具有准确度高、成本低、可靠性好、实用性强等优点。