旋挖钻机用CANBUS双轴倾角传感器的研究

为解决旋挖钻机桅杆倾角大角度监测的司题,本文从实用角度出发,研究了一种用于旋挖钻机桅杆倾角监测的倾角传感器。本文阐述了倾角传感器各单元的组成原理和设计原则,分析了双轴倾角传感器测量倾斜角度肘误差的主要来源,制作出CANBUS双轴倾角传感器并对其进行了标定,温度补偿和测试。实验结果分析表明,该传感器在全温范围内测量误差小于0．2°,抗电磁干扰能力强,满足旋挖钻机倾角测量要求。     

基于二次曲面拟合的二维传感器数据处理技术研究

针对温度、湿度传感器在测量系统中相互干扰所导致的测量误差问题,提出了基于二次曲面拟合理论的数据处理模型,实验以温湿度集成传感器为例,采用传感器标定系统对二维传感器进行多点温度、湿度标定,基于二次曲面拟合方程对数据进行处理,结果表明:该方法有效地提高了温度、湿度传感器的测量精度,具有很高的实用价值。     

倾角传感器的温度补偿研究

半导体元件参数随温度变化而产生的温度漂移,将导致倾角传感器本身存在测量偏差,影响倾角测量的准确度.介绍了一种温度补偿方法,对基于加速度原理的差分电容式倾角传感器进行了温度补偿.经过试验验证结果表明：这种方法能够实现倾角传感器的温度补偿,在-55～ 85℃温度范围内可将倾角传感器的温漂降低1个数量级,有效地减少了环境温度对倾角传感器性能的影响.     

基于RS485的高精度倾角传感器的设计与实现

根据MEMS加速度计倾角测量原理,设计了一种基于RS485串口通信的高精度倾角传感器。分别对该系统的硬件设计和软件设计进行阐述。倾角传感器的硬件设计主要分为MCU模块设计、传感器模块设计、电源模块设计、A/D转换模块设计和RS485数据输出模块设计;软件部分主要是下位机的程序设计。在系统中,采用手动标定的方法对数据进行标定,并利用分段线性插值法对角度进行补偿,经过多重滤波以达到良好的精度和线性。测量数据表明,该倾角传感器达到测量范围±90°、分辨率0.1mil、测量误差控制在0.1mil以内的高精度性能要求。     

清洗机器人倾角传感器信号处理研究

针对目前清洗机器人倾角传感器测量精度低、控制算法复杂等缺陷,提出了一种新的倾角传感器信号处理方法,通过Savitzky-Golay平滑滤波技术对传感器采集数据进行滤波预处理,建立了以温度、滤波后准确的传感器数字信号为输入变量的BP神经网络模型,将倾角传感器的测量精度提高到0.91％,实现了对机器人倾角传感器信号的高精度处理.研究结果表明,该方法能有效提高倾角传感器的测量精度,可为清洗机器人准确完成清洗作业提供技术借鉴.     

足式机器人腿部倾角传感器信号处理研究

足式机器人在自主行走时,一般通过倾角传感器来测量腿部转动角度计算足端位置,然而目前足式机器人腿部倾角传感器测量时易受噪声干扰、温度等因素的影响,导致测量精度低,足端位置估计不准确.针对以上问题,提出新的倾角传感器信号处理方法,首先利用卡尔曼滤波方法对倾角传感器输出信号进行滤波预处理,然后把滤波信号和倾角传感器输出温度值作为建立的双输入单输出RBF神经网络模型的输入变量,采用蚁群聚类算法的并行寻优特征和自适应调整挥发系数方法来确定RBF神经网络基函数位置.实验结果表明,提出的算法能很好地滤除倾角传感器信号中的噪声,实现了倾角信号的温度补偿,测量误差能够控制在0.75％以内,具有实际运用价值.     

高精度倾角数字化测量

本文设计采用电容式重力变换器和CDC史．路给合，通过传感器的电容量测量，标定倾角的大小弄口方向，采用合适的数据处理和温度补偿，能得到较高精度的测量结果。     

平面型薄膜热流传感器及其静态特性标定研究

针对用于径向传热测量的热流传感器及其标定方法研究较少的问题,基于一维圆筒壁传热模型,设计并制备了一种具有自标定特征的平面型热电堆式薄膜热流传感器,提出了一种基于激光加热和温度外推原理的传感器静态特性标定方法,建立了有限元仿真模型,开展了传感器温度分布规律分析,设计了静态特性标定装置,完成了相应的标定实验。仿真结果显示,传感器沿径向温度分布符合圆筒壁稳态导热模型。实验结果表明?在40℃ ~ 100℃范围内,所制备的热流传感器塞贝克系数为5.6μＶ/ ℃ ~7.0μＶ/ ℃,数值和变化趋势与标准金铂热电偶接近,所标定的塞贝克系数可直接用于小范围内热流测量,同时在冷端温度已知条件下,该标定结果同样适用于大热流测量,研究结果将对于平面型薄膜热流传感器的制备和标定具有指导意义。     

作物营养液电导率传感器及其测量系统设计

针对作物营养液电导率的特点,设计了一种基于电磁感应原理与电极组合的电导率传感器及其测量系统.阐述了该组合式电导率传感器的结构与工作原理并选取了传感器最优参数.针对温度对电导率的影响,提出了软件自动温度补偿法,并利用电导率标准液对传感器进行了标定.实验结果表明:该电导率传感器测量的相对误差小于1％,满足作物营养液电导率的测量要求.     

大型铺管船吊钩摆动监测的无线倾角传感器集成与测试

本文集成了一种用于大型起重铺管船吊钩摆动监测的无线倾角传感器,并利用所开发的传感器验证了减摆控制模型的有效性.首先,详细地阐述了组成无线倾角传感器各单元的组成原理和设计原则,并对各组成单元进行了集成;其次,对设计的无线倾角传感器进行了标定;最后,利用所集成的无线倾角传感器验证了吊钩减摆控制模型的有效性.研究结果表明:该无线倾角传感器测量与参考数据吻合较好.具有良好的精度;传感器工作无需布线,在不影响铺管船正常作业下完成监测,具有很好的应用前景.     

Fabrication of high precision microstructure using ICP etching for capacitive inclination sensor

Capacitive inclination sensors have the advantage because it could easily provide a linear analog output with respect to inclination. Since the dimensions of the sensing region are very small, then this sensor is expected to be widely used in fields where efficient and reliable position control is a primary factor to be considered if this sensor could be mass produced at low cost. Therefore, we proposed fabrication process based on transfer to resin using mold. We successfully fabricated a micro capacitive inclination sensor by a combination of a resin forming method and a mold. The sensor consists of a gap distance of 80 μm between its electrodes. The sensor detects difference of capacitance, which varied with movement of silicone oil accompanying with inclination. When the sensor was inclined, linear analog output was obtained within the range of ?45 to +45°     

Fabrication of micro-capacitive inclination sensor by resin molding

Capacitive inclination sensors have the advantage that they can easily provide a linear analog output with respect to inclination. Although inclination sensors featuring this advantages are already commercially available, they are generally too large. We fabricated a micro-capacitive inclination sensor by a combination of a resin forming method and a mold. Electrodes of the sensor are 40 μm in a gap and 12 mm² in area. The sensor detects difference of capacitance, which varies with movement of silicone oil accompanying with inclination of the sensor. Since the dimensions of the sensing region are 5 × 5 × 3 mm³ this inclination sensor is expected to be widely used in fields where efficient and reliable position control is a primary factor to be considered. The use of resins is also expected to contribute to a reduction in the costs of materials. We successfully fabricated a micro inclination sensor as a molded product. In future, we will wire up the device to complete this inclination sensor, and will then conduct performance evaluations. If techniques using resin-molded parts are introduced to the low-cost mass-production of Micro Electro Mechanical Systems devices, the range of applications will further expand to new areas of technology and industry.     

空袭目标识别的证据理论方法

针对具有多个特征指标的空袭目标识别问题,利用向量夹角余弦提出了一种新的融合方法。该方法对参考模式和传感器获取信息的特征化向量进行规范化,利用传感器获取信息特征化向量与参考模式向量之间的夹角余弦,作为证据对各可能目标识别对象的基本概率指派,根据证据组合规则进行融合得到目标识别结果。实例分析验证了方法的有效性。     

基于惯性传感器的电力线路杆塔倾斜监测装置设计

针对电力线路杆塔倾斜角实时测量的需要,设计了一种基于惯性传感器的倾斜角度实时监测装置。装置硬件上由惯性传感器、单片机、通信电路和电源变换控制电路组成。软件上采用中断模式和尽量减少工作模块和通信次数相结合的工作策略以降低系统功耗,将6轴惯性传感器的加速度和角速度原始数据进行去极值平均滤波预处理,再经由互补滤波算法进行倾斜角度的综合计算,经实测倾斜角测量相对精度能达到1.30%。该装置在测量精度、功耗、成本和易用性上均能较好地满足电力线路杆塔倾斜在线监测的需求,具有一定的推广应用价值。     

基于光电和倾角检测的全天候太阳跟踪传感器设计

为提高双轴太阳跟踪系统的跟踪精度,设计了一种全天候太阳跟踪传感器。该传感器主要由外壳、接口电缆、9个光电探头、倾角传感器SCA100T—D02及相应电路组成。晴天时通过光电探头检测太阳的位置,阴雨天气时通过SCA100T—D02实时反馈太阳能电池板转动后的倾角,以修正和消除太阳跟踪系统进行视日运动轨迹跟踪时的机械误差。通过理论分析计算,确定了光敏电阻器在探头中的安装位置,传感器可感知高度角在-88.83°~88.83°范围内的太阳入射光线。经试验测试,传感器的倾角检测的最大相对误差为3.8%,能满足实际应用要求。     

基于SCA100T的倾角测量系统设计

针对控制系统中倾角测量问题,以SCA100T高精度双轴倾角传感器为基础,采用ATmega8作为控制器,设计了一款灵敏度高、可扩展性强的倾角测量系统。该系统既可以采用LCD显示器和串口超级终端预设信息,也支持软件编程的方式来读取和配置信息。该设计在塔式起重机上的应用取得了良好的效果。     

激光陀螺姿态测量系统便携监控终端设计

车载姿态测量系统是采用激光陀螺和倾角传感器为测量传感器的惯性测量单元，主要在野外动态条件下工作，设计一款便携监控终端十分必要。本文以P89LPC935单片机为控制器，以ZLG7290为键盘扫描与数码管驱动器，采用DS600温度传感器和其它信号调理电路实现监控信号的转换，完成了便携监控终端的设计，实现了对车载姿态测量系统的实时控制与状态监测。文中论述了便携监控终端的控制器、通信接口、显示与按键扫描驱动、监控信号的转换与调理在开发研制中的选型设计，以及开发此类产品的经验交流。