基于三轴加速度传感器的抽油机悬点位移测量装置设计

针对常用单片机滤波算法不能有效滤除加速度数据中的杂波干扰和单轴加速度数据在加速度传感器与地面不垂直情况下不能准确计算抽油机悬点位移等缺点,利用自相关数字滤波算法对加速度数据进行数字滤波,并采用三轴加速度传感器ADXL362同时采集抽油机悬点三个轴向的加速度,通过相量合成对加速度数据进行修正,提高位移计算精度。详细介绍了硬件电路、抽油机冲次计算、抽油机悬点位移计算,最后给出了该装置现场测试数据。现场测试表明,该装置具有运行可靠、精度高、功耗低等优点。     

基于MMA7455的抽油机加速度信息采集系统

文章提出一种基下MMA7455的抽油机加速度采集系统的设计,由于井场环境复杂,干扰信号较多,文章采用硬件滤波和算法滤波相结合的方式,较大程度地抑制井场的噪声干扰.测量的加速度再经过双重积分,得到位移,进而得到抽油机每次的冲程.     

基于加速度信息修正的四旋翼位置估计算法研究

针对单一的微传感器无法准确进行四旋翼无人机空间定位的问题,设计了一种多元信息融合的互补滤波算法用于无人机空间位置估计。该算法的核心思想为利用一类通用的辅助传感器如气压传感器,全球定位系统（GPS）以及微基站的测量信息对加速度传感器的测量信息进行实时修正,然后利用修正后的加速度信息积分估计四旋翼无人机的空间位置。本文在自主研制的飞行控制平台上验证了这种互补滤波算法的有效性。通过对比实验验证,利用本文设计的互补滤波算法可以使得无人机运动速度估计值以及空间位置估计值无偏差的收敛。飞行实验证明,将该互补滤波算法输出的速度以及位置估计信息应用于位置控制器中,可以实现无人机稳定的位置控制。     

三轴加速度传感器校正方法研究

加速度是研究汽车安全的重要数据来源,而要获得可靠的加速度参数则要求加速度传感器有较高的精确性,针对三轴加速度传感器基本标定和坐标轴不垂直的校正问题,设计了相应的加速度传感器校正模型和模型求解算法,并通过实际测试对比加速度传感器在校正前和校正后的精度,从而来验证校正方法的可用性.经过该方法校正的多轴加速度传感器可以将不垂...     

间接测量在特殊结构运动中的应用

针对某型前起落架试验中弹射杆旋转角速度测量过程中,受角速度传感器安装位置所限而无法准确测试的问题,提出了利用加速度、位移传感器、高速摄像进行弹射杆空间角速度的测量方案,并结合数据处理技术对信号进行修正,减小由于安装方式对测量带来的影响.详细讨论了两种间接测量方案的特点,并对各种测试方案进行对比.结果表明,高速摄像方案精度最高为最优方案,在考虑提高测试效率的情况下,间接测试方案2精度与高速摄像相当,指出加速度传感器间接测量的优越性与普遍性.     

权值选优粒子滤波的无线传感器网络目标跟踪

基于动态分簇结构的特点,结合权值选优粒子滤波(PF)算法的优越性,研究了无线传感器网络分布式目标跟踪算法.该方法采用这种改进的粒子滤波算法,利用簇和簇之间的传递关系,获得目标的动态状态.根据当前时刻目标的本地估计位置、预测速度和加速度,获得目标的预测位置.结果表明:此方法相比集中式目标跟踪,能在节省能量消耗的基础上,比...     

自适应显式互补滤波在六旋翼飞行器中的应用

针对六旋翼飞行器的惯性传感器在测量过程中存在漂移的问题,提出了基于自适应显式互补滤波的姿态解算算法,并对该算法的原理和稳定性进行分析;搭建了六旋翼飞行器的实验测试装置,并进行机体的动、静态测试实验.在实验中,对自适应显式互补滤波算法、显式互补滤波算法以及陀螺仪传感器测量方法进行比较.实验结果表明:自适应显式互补滤波算法能够实现惯性传感器的解算姿态角误差收敛,且动态误差最小.     

基于传感器技术的有杆抽油井示功仪的研究

针对油田功图量油的需要提出了抽油井示功仪的设计。采用NXP JN5139-Z01-Mxx作为主控芯片、加速度传感器ADXL202和压力传感器INA122U为传感器芯片,重点介绍加速度、压力传感器在无线示功仪装置上的应用实现过程以及载荷和位移数值的求解算法。实践证明本系统具有节能、稳定、高精度等特点,已经很好地应用于江苏油田的自动化量油系统中。     

基于时频峰值的汽车加速度信号消噪方法

由于干扰源多、噪声功率大等原因,汽车加速度传感器信号在使用前需要进行降噪预处理.根据汽车加速度非平稳、信噪比低的特点,结合时频峰值滤波理论和实际采集的汽车加速度数据,研究了适用于汽车行驶加速度信号增强的滤波算法及合适的滤波窗长.通过Carsim仿真实验和实车行驶实验进行验证表明,时频峰值滤波能够大大地增强有效信号的强度,取得良好的消噪效果.     

基于混合滤波的四轴飞行器的姿态解算

针对四轴飞行器的姿态解算出现的姿态角数据漂移问题,提出一种基于Mahony滤波和互补滤波相结合的混合滤波算法,将传感器采集到的加速度、角速度以及磁场强度数据进行融合,利用加速度计和磁力计的向量偏差来对姿态解算过程中陀螺仪产生的积分累计误差进行修正.最后,建立姿态解算测试平台对混合滤波算法进行实验验证.实验结果表明,采用混合滤波算法的一次迭代滤波所需的平均用时为3.826 ms,比其他算法的平均用时短,混合滤波能有效地修正陀螺仪的积分累计误差,在降低运算复杂度的同时提高姿态解算的精度.     

基于角度补偿的手机多传感器数据融合测距算法

在惯性测量领域,单纯利用加速度二次积分的方法并不能准确感知目标对象移动的距离.加速度传感器在感知呈线性运动的目标对象时较为准确和实用,但在三维空间运动时它的坐标轴会随物体发生方向的改变而不断漂移.为解决该问题,提出了一种基于角度补偿的手机多传感器数据融合测距算法(ADC-R),使用加速度传感器测量物体运动的加速度,作为计算位移的原始数据;采用手机陀螺仪传感器测量运动物体的角速度,并以旋转矢量传感器输出的数据作为参数把手机动态坐标系下测得的加速度值空间坐标转换到静态的参考坐标系下,然后进行数据融合完成角度补偿计算;最后根据物理学加速度和位移的关系运用数学积分方法和进一步修正误差的技术得到最终移动的距离.实验结果表明此方法在近距离测距方面精度较高,优于加速度积分算法和加速度与陀螺仪融合算法.     

高g值加速度计动态线性测试冲击方法研究

高g值加速度传感器动态线性测试描述了传感器的输入、输出以及频率三者之间的关系,反映了在某一特定频率下传感器的线性特性.基于霍普金森杆校准系统动态线性测试的一个关键技术是通过实现内弹外弹两粒弹丸的同步撞击,以此来实现两子弹作用于杆上的冲击加速度脉冲的频率相同,实现加速度传感器动态线性测试.本文基于动态线性测试方法,对子弹的同步撞击方法与子弹形状进行了仿真与实验研究.结果表明:实验室无法实现内外弹的同速异步撞击;将用于动态线性测试的内外弹绑定和改变内外弹截面积对第1次压缩波基本没有影响;该结论为利用霍普金森杆做加速度传感器动态校准提供了理论基础和现实依据.     

磁致伸缩非晶合金双层结构传感器研究进展

介绍了磁性非晶合金材料及其在传感器中的应用现状。通过分析基于磁致伸缩非晶合金的双层结构及其制作工艺与传感原理,重点介绍了接触型和非接触型传感结构在加速度、位移、位置、曲率和温度传感方面的应用成果和最新进展,讨论了目前研究中存在的一些问题和未来磁性非晶合金和磁致伸缩非晶合金双层结构传感器的发展趋势。     

基于MEMS加速度传感器的位移检测系统

为了实现对物体运动位移的检测,设计了一种以国产高精度MEMS电容式加速度传感器MSCA3002为核心,24位高精度A/D转换器ADS1255,高性能ARM处理器LM3S2B93为主控制器的位移检测系统,并详细给出该系统的硬件电路及其软件算法设计。系统将传感器检测到的物体运动的加速度,经过积分算法转换为物体运动位移。实验结果表明：系统采样精度高、速度快、误差小,A/D转换器对加速度信号的检测精度能达到0.4%,积分后对位移的测量精度能控制在3%左右,很好地实现了对运动位移的检测。     

长行程油缸利用流量计进行精确定位的方法

介绍武钢某厂热连轧机机架换辊时,因现场环境复杂无法用外置检测传感器对长行程油缸的位移进行检测,为了能达到对油缸活塞杆实施精准定位,而采用在油缸有杆腔侧油路中串接流量计,利用流量来精确计算油缸活塞行程达到精确定位的方法。     

基于压电加速度传感器的天车监测系统设计

天车吊运系统不能实时监测大车、小车的运行速度和行车位置,为实现对天车的实时监测,将压电式加速度传感器应用到天车吊运系统中;介绍了加速度传感器的基本原理;阐述了振动信号采集系统的硬件组成,并利用图形化开发工具LabVIEW平台实现信号的高速采集;通过采集加速度传感器的输出电压,根据输出电压和灵敏度的关系,获得加速度的值,将加速度的值积分运算可进一步获得天车的速度和位移量;最终达到天车运行状态的实时监测,提高了天车运行系统的可靠性。     

Development and kinematics/statics analysis of rigid-flexible-soft hybrid finger mechanism with standard force sensor

A prototype of a rigid-flexible-soft hybrid finger mechanism with a standard force sensor is developed, and its kinematics and statics are studied systematically. First, its structure performances are analyzed, its equivalent mechanism is constructed and the degree of freedoms of the equivalent mechanism with constant or variable length of the flexible rod are analyzed. Second, the kinematics formulas are derived for solving the position, the velocity, the acceleration of the fingertip in the equivalent mechanism with a constant length of the flexible rod. Third, the statics formulas are derived for solving the various forces applied onto the fingertip, the key links and the sensor as the flexible rod with or without deformation. Fourth, the theoretical solutions of the equivalent mechanism are verified by its simulation mechanism. Finally, its experiment measuring system is built up, and its several merits are proofed by the measured results.     

卡尔曼滤波在桥梁健康监测系统中的应用研究

针对传统的桥梁位移测量方法的不足,提出了采用双轴加速度传感器进行桥梁位移测量的原理和方法,即利用双轴加速度传感器能同时敏感两个互相垂直的方向上的加速度,从而经过有效的信号处理可获得桥梁的振动位移;讨论了低频噪声对桥梁位移测量的影响;提出以卡尔曼滤波原理为基础的信号处理方法来提高测量精度,抑制噪声,并得到两个方向的位移信息;仿真结果表明了本滤波方法的有效性。     

Investigations into the effects of illumination and acceleration on optical mouse sensors as contact-free 2D measurement devices

Since its introduction in 2000, there has been much interest in the use of optical mouse technology for displacement sensing and motion tracking. A conventional optical mouse configuration uses a single source of illumination but tests have shown that this can result in differences in sensor sensitivity in the x- and y-axes. This paper presents an investigation into the use of an optical mouse sensor for a two-dimensional, contact-free measurement device. It has been found that two-axis illumination can improve the accuracy of position measurement in two dimensions when compared with single-axis illumination. The effects of acceleration and deceleration on sensor accuracy have also been considered and it has been shown that sensor sensitivity is higher under conditions of acceleration than when decelerating.     

基于多示例多标记的抽油机故障诊断

针对抽油机工况数据可从位移、载荷、电流等多个方面进行描述,若仅仅使用一个特征向量来描述抽油机工况数据会使其信息过于简化,丢失一部分有效信息的问题,以及工况数据具有多义性的特征,提出基于多示例多标记的抽油机故障诊断.该学习方法中,用抽油机的位移、载荷、电流数据作为抽油机工况样本包的多个示例,使用k-medoids聚类算法对样本包进行聚类,将多个样本包转换为若干示例,新示例的每一维表示样本包到样本各聚类中心的距离,再利用MLSVM算法对转换后的多标记问题进行求解.实验结果表明,多示例多标记学习能够及时、准确地诊断出抽油机故障问题.