一种基于铁基非晶态合金压磁效应的膜盒式压力传感器

开发了一种基于Fe基非晶态合金薄带压磁效应的膜盒式压力传感器.首先,论述了这种传感器的结构、工作原理、输出特性以及主要参数的选择.然后通过试验,分析了传感器的静态特性以及磁场强度对输出的影响.试验结果表明,本文设计的传感器最大线性误差为1.29%F.S,最大不重复误差为1.56%F.S,最大灵敏度为0.3675mV/k...     

一种应变式多维力传感器的优化设计

针对一种十字梁多维力传感器进行了应力—应变分析,建立了这种传感器的应力—应变模型,并对这种传感器的结构尺寸和应变计贴片位置进行了优化设计,优化设计以传感器获得最大精度为目标,结果显示:传感器优化后其顺应矩阵的条件数下降,传感器测量精度提高。     

一种用于检测转角、转速和转矩的新型多功能非接触式传感器

对一种基于纳米晶软磁合金的非接触式,用于测量转角、转速和转矩的多功能传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出传感器的输出方程和灵敏度表达式。通过试验,分析了传感器激磁磁场强度对转矩测量精度的影响,并得出了最佳激磁磁场强度;在25℃～100℃范围研究了温度变化对传感器输出的影响,其零点温度漂移(25℃)为0.002%F.S/℃;在0～450 N.m范围进行转矩加载,得到了较高的测量灵敏度以及较低的线性度误差、重复度误差及迟滞静态误差;在500 r/min～3 523 r/min范围内,转速最大相对误差为0.60%。试验数据显示,该传感器的精度能够达到1.0%,对于一般工程应用是可行的。     

一种新型薄膜压磁电感式压力传感器的研究

为提高压力传感器温度稳定性,对一种利用Fe基非晶态合金压磁效应的薄膜压力传感器进行了可行性研究.论述了这种传感器的结构、工作原理、输出特性以及主要参数的选择.通过负压标定试验,分析了传感器的静态特性以及温度对输出的影响.试验结果表明,设计的传感器最大静态误差为1.17%,最大灵敏度为0.737 4 mV/ kPa,温度零点漂移为0 936%F.S/℃.另外,传感器结构简单,工作可靠,在低压力检测时,温度稳定性高.     

硅压阻式压力传感器的高精度补偿算法及其实现

硅压阻式压力传感器广泛应用于汽车、医疗、航空航天、环保等领域。随着科学技术的发展,各领域对压力测量精度的要求越来越高。但由于半导体材料的固有特性,硅压阻式压力传感器普遍存在零点随温度漂移、灵敏度随温度变化和非线性等问题。为了提高硅压阻式压力传感器测量精度、降低输出误差,对该传感器的几种常用补偿算法进行了对比分析和研究,提出了一种基于最小二乘法的曲面拟合高精度补偿算法。该补偿算法能有效消除硅压阻式压力传感器零点漂移、灵敏度漂移和非线性误差,提高该传感器的输出精度。试验结果表明,在-40^+80℃温度范围内,硅压阻式压力传感器经该补偿算法计算后,测量精度得以大幅度提高,输出误差小于0.01%F·S。     

基于双悬臂梁结构的应变测量传感器研究

在研究各种工程结构实际受力状态时,必须测量构件上关键部位的应变值,常用的方法是采用应变片,但其测量值受环境温度和湿度影响较大.本文分析了双悬臂梁结构的工作特性,从理论上证明了这种结构用于制作应变测量传感器的可行性与优点,研制出了基于双悬臂梁结构的应变测量传感器,给出了标定试验和混凝土棱柱体试件对比试验结果.实测数据表明,该应变传感器输出数据线性关系好,最大线性误差0.25%;测量数据重复性好,最大误差0.28%.该传感器可广泛应用于各种建筑物构件的应变测量,也可用于大型金属构件的应变测量.     

新型实用光学应变传感器

本文介绍一种新型实用光学应变传感器，它利用一个高频衍射光栅和两个位敏探测器直接测量平面应变，可取代传感的电阻应变计。应变的测量与光栅刚体的运动无关，多次重量重复测量可改进应变灵敏度并消除由于激光与光栅的误准直而产生的残余应变误差。测量的应变以数字和图线的形式实时的直接显示在监测器上。应变灵敏度为1-με，空间分辨为0．1mm。     

混凝土构件平面多向应变测量传感器的设计

建筑结构中的许多部位都处于平面应力状态,研究人员经常需要测量这些部位的实际受力状态,传统的方法是采用应变花。依据双悬臂结构的优良工作特性,设计出了可装配式混凝土构件平面多向应变测量传感器,给出了混凝土试件的对比试验结果。试验结果表明:传感器测量数据线性关系好,最大非线性误差为1.57%;三次测量数据重复性好,最大重复性误差为2.1%。     

双层电阻栅SOI应变计的设计及其在煤矿的应用

设计了一种微熔结构的双层电阻栅SOI应变计,该应变计利用热生长氧化、光刻、刻蚀等工艺方法进行制作,解决了通常SOI应变计体电阻阻值小、易受污染的问题,提高了应变计的精度、绝缘性和工作稳定性。现场试验结果表明,利用该应变计制作的煤矿钻孔应力计测量数据准确,工作稳定可靠,适用于煤岩体应力监测。     

矩形岛结构SiC压力传感器的性能研究

运用非线性理论及有限元方法(ANSYS)研究了矩形岛结构的应力和非线性.应力与矩形岛长度之间的关系表明:使用矩形岛结构能使输出应力增大,可以提高灵敏度.应力的非线性随矩形岛长度增加而减小,矩形岛长度取接近应力最大值处的值.根据应变分布规律优化设计了传感器力敏电阻应变计.与常用的传感器(方膜传感器)比,设计为10kPa量程的SiC压力传感器显示出灵敏度高、非线性小和工作温度高等特点.     

基于纳米晶软磁合金的磁弹性扭矩传感器的研究

对一种基于纳米晶软磁合金的非接触动态磁弹性扭矩传感器进行了研究。介绍了这种传感器的半套环差动式结构和工作原理,推导出传感器的输出方程。通过动态转矩测量试验,分析了传感器探头与轴表面的气隙和转速对测试精度和灵敏度的影响,得出了U-δ曲线和最佳气隙范围、三种转速时传感器的动态输出曲线。试验数据显示,采用半套环差动式结构的传感器,并利用纳米晶软磁合金辅助测量时,最大非线性误差和不重复误差分别降低58%和33%,测量灵敏度提高1.36倍。     

特殊平面应力状态下应变法求解主应力公式综述

以应力测定中的几个关键问题为研究对象,综述了线性应变和平面应变状态下应变测量及应力计算方法。主要对平面应力状态下应变测试和应力求解技巧、电阻应变仪选择和测试点及应变片布置问题进行讨论,并归纳了几种应变花法计算主应力的通用公式,可为工程结构设计和实验验证提供参考。     

外力对逆磁致伸缩索力传感器影响研究

基于索力传感理论模型和环式结构的索力传感器,对索力测量原理做了推导,传感器输出感应电压与激励磁场变化、外力变化、某一激励磁场下的材料磁导率及空气间隙尺寸、线圈密度等有关.重点分析了加载外力对传感器输出的影响.在稳恒直流激励下,当外力缓慢变化时可通过感应积分电压反映外力;当外力交流变化时,可通过感应电压求得外力,感应电压幅值与加载外力的频率成正比.最后,确定模拟实验参数,对传感器进行了仿真.结果表明当外力缓慢变化时,感应积分电压与外力成线性关系,传感器的灵敏度与线圈匝数.材料逆磁致伸缩系数成正比.     

采用数字混频技术的RLC测量仪设计

首先介绍了用伏安法测量电阻、电容和电感参数的原理。根据用自由轴法分离出矢量电压的实部和虚部的原理,提出了使用数字混频技术替代传统相敏检波实现测量的思路,并给出了具体的实现方法。该方法可简化电路结构,提高系统稳定性和测量精度,具有很高的实用价值。     

数字式超声液位计

介绍了数字式超声液位计的工作原理、结构和功能。它具有测量精度高、响应速度快、结构简单、数字显示和现场使用方便等特点。     

深海高流速传感器研制

阐述了深海高流速传感器的工作原理、结构设计、工艺研究及信号处理技术,该传感器中流速测量采用毕托管原理,利用差压传感器测量流体总压与静压差,流向测量采用水向标原理,角度变化由磁阻芯片检测,并采用单片机进行数据采集和后续处理,使得传感器具有测量范围宽、准确度高、耐高静压、分辨力高、抗振动冲击、耐腐蚀、适于深海中流场测量等特点。     

热电偶式风速传感器的非线性动态调校

介绍了以热电偶为检测器件的风速传感器的测量原理,在分析其输出特性的基础上,阐述了一种人工神经网络模型———Adaline模型的网络学习,逼近非线性函数的方法,利用神经网络对风速传感器的非线性进行校正,大大提高了风速的检测精度。     

一种结构解耦的新型应变式三维力传感器研究

维间耦合一直是制约多维力传感器精度提高的重要因素,结构解耦也一直是多维力传感器追求的目标。提出了一种新型三维力传感器,可用于Fx、Fz、My3个维度广义力的测量,其敏感原理是结构解耦的,因此可具有更高的精度。介绍了这种新型三维力传感器的结构并分析其敏感原理。采用有限单元法对应变式三维力传感器进行结构静力仿真,利用ANSYS后处理器提供的路径映射技术,精确地获得了应变片的贴片区域。仿真结果表明,该新型传感器与目前的应变式多维力传感器相比,维间耦合误差有明显改善,维间干扰由传统结构的3.56%降低至0.40%。     

超声机床无接触供电装置结构参数对感应耦合系数影响研究

针对超声加工机床用无接触电能传输系统,提出一种具有新型铁心拓扑结构的旋转变压器,借助有限元法分析了变压器铁心的主要结构参数及初、次级绕组布置方式对旋转变压器耦合性能的影响.并通过互感电路模型对其所需的补偿电路参数进行计算.仿真结果表明,采用该新型铁心拓扑结构可较为明显地提高旋转变压器的耦合系数,而其功率因数和输出特性可通过合理的补偿措施进一步提高,从而改善整个无接触供电系统的性能.