基于CDC技术的电容式水平位移传感器

对矿井井壁变形引起的水平位移进行测量,采用基于电容数字转换器(CDC)技术的芯片AD7745进行电容测量,设计了能够对水平位移进行非接触测量的电容式传感器和测量电极的结构,硬件上采用外壳屏蔽等措施提高抗干扰能力,软件上通过对AD7745内部可编程寄存器的合理设置实现高精度测量.实验结果表明:该传感器在量程为±10 mm时,可达到0.1 mm的测量精度.     

基于大变形理论的机械手四维柔性位移感器研究及标定

本文针对柔性四维位移传感器各方向位移之间的耦合问题,对其位移与应变关系进行了研究。通过对弹性体表面应变片布片方案的优化以及采用基于悬臂梁模型的大变形理论,有效降低了x、y、z、θ_z四个方向之间的位移耦合,实现了对各方向位移的精确测量,并通过仿真分析验证了该模型及方法的正确性。最后,制作了四维位移传感器,并进行了实验测试及标定,结果表明该传感器不仅能同时进行多方向位移测量,还能把全量程测量误差控制在4%以内,尤其是x、y方向测量误差小于2%。实现了结构简单、测量范围大、测量精度高的四维位移传感器的设计及验证。     

基于CAV424的无接触式电容角度传感器

设计了一种具有新结构的电容式角度传感器,并利用德国AMG公司研制的集成电路CAV424将电容传感器信号转化为差分直流电压,在0～900°范围内,得到了比较理想的线性输出.按此设计可制成无接触式角度传感器,实现对角度的精确测量,具有降低系统干扰、测量误差的能力和极长的使用寿命.     

一种电磁感应式位移传感器设计

设计了用于智能阀门定位控制系统的新型电磁感应非接触式直线位移传感器,具有结构简单,成本低,不受管道中油污、粉尘等环境影响等优点.通过对传感头、各部分电路设计以及相关实验,最终实现测量范围在0~50 mm的范围内时,测量误差在-0.06~0.04 mm之间,能够很好地满足阀门开度控制的要求,同时实现了高性价比,在实际工程中具有很强的适用性.     

基于霍尔元件的液压阀阀芯位移传感器

针对液压阀阀芯位移检测问题,提出了一种基于线性霍尔元件的液压阀阀芯位移传感器结构.介绍了新型耐高压霍尔传感器的结构组成和工作原理;建立了传感器磁场有限元仿真模型,仿真分析了磁感应强度与阀芯位置之间的关系;最后研制了新型耐高压位移传感器,并进行了实验研究,结果表明:在2mm范围内传感器的线性度为1％,可用于比例阀芯位移检...     

基于电容传感器的熔融金属液位检测系统

在讨论电容传感器原理的基础上,提出了一种在700℃的高温环境下实现在线检测金属熔融液位的电容传感器测量系统.其特点是:利用氟金云母微晶玻璃和铟钢加工新型传感器测头;以熔融金属液面作为固定极板;采用循环水冷却增加其在高温环境中的工作寿命;改进驱动电缆技术提高测量信号的稳定性;利用单片机对检测系统进行非线性补偿.实现对熔融金属液面高度在线测量的精度达到0.1mm,测量范围为1～15 mm.     

一种提高电容式力传感器线性度的结构设计

在MEMS电容式力传感器中,力被变换为电容的变化,再用电路检测电容的变化以反映力的信号。这种力-电容变换方式的一个缺点是在大量程下,由于电容变化量与极板位移之间的非线性,检测输出与被检测的力之间具有较为严重的非线性关系。本文提出一种用力-极板位移之间的非线性抵消极板位移-电容变化量之间的非线性的结构方式,用瑞利-里兹法计算了结构中具有"硬弹簧"特性的梁的受力与变形之间的非线性关系。实验结果表明,采用这种设计的结构非线性降低了约1/3。     

微小力测量系统的实验研究

介绍了一种微小力值测量系统的设计方法。系统采用了自主设计的传感器结构,充分利用了圆柱形电容传感器量程大、线性好、边缘效应小等特点,通过高精度直线轴承保证了运动的同轴度,又利用增加屏蔽结构等方法用来消除寄生电容的干扰。检测电路基于新型高精度、集成式电容数字转换器AD7747与单片机,实现了对电容变化量dC的精确测量。实验结果表明：该方法为10^-5以下的微小力值测量提供了一种有效的解决方案。     

差动电容小位移传感器检测电路设计

介绍了一种用于差动电容式小位移传感器的信号检测电路。该电路由相敏检波电路、移相电路以及低通滤波器三部分组成,采用相敏检波原理,能很好地实现0.15mm以内的位移测量,并能够很好地判断出位移的方向。该电路结构简单、便于调试、使用方便、成本低。采用该检测电路对差动电容小位移转换电桥的输出信号进行处理,实验结果表明：此方法具有较好的稳定性和抗干扰性,线性度达0.492％,灵敏度达0.6291V／mm。     

Orbit LTH非接触激光位移传感器 英国Solartron Metrology公司

Solartron Metrology推出一种用于高速、高性能测量的非接触激光位移传感器,这种新型Orbit LTH激光三角测量装置能够在2 mm或10mm的测量范围内输出0.02F.S.读数,从而在2 mm量程上达到0.05μm的准确度。这种激光位移传感器通过与Solartron的Orbit 3数字测量系统联接,能够与多达150种不同传感器联网。应用包括在金属和塑料产品质量控制中的大量测量,在这些应用中如果使用接触型测量仪器可能会     

一种基于谐振腔结构的微波位移传感器

设计了一种基于谐振腔原理的位移传感器,能够通过谐振频率的改变进行位移的测试。此微波传感器能够承受高温、高污染等恶劣的工作环境,适合应用于航空发动机的叶尖间隙测试。在理论分析的基础上,建立了工作在24 GHz 左右的微波传感器模型,通过模拟计算得到了量程在0～6 mm 时大于240 MHz/μm的测试灵敏度,验证了该设计的正确性。     

航空发动机加力火焰检测的试验验证

为了准确获取航空发动机加力燃烧室火焰燃烧情况进行推力控制，针对航空发动机控制系统中加力火焰检测的作用，分析了基于离子火焰传感器的加力火焰检测工作原理。根据离子火焰传感器在航空发动机中的实际安装情况，分析提出了影响加力火焰检测的因素，包括离子电流的汇流面形状、离子火焰传感器电极与汇流面的相对距离、燃烧温度以及离子火焰传感器电缆的寄生电容。通过搭建燃烧试验平台进行试验，验证了离子火焰传感器在航空发动机实际安装使用中各影响因素对离子火焰传感器采集值影响趋势，试验结果可用于航空发动机加力状态检测相关故障的排查。     

基于边缘电场传感器的大范围位移测量方法

主要研究基于边缘电场传感器的位移测量方法,由于在测量位移时交叉指型传感器互导电容的变化具有周期性,因而可以实现大范围的位移测量.运用Ansoft Maxwell有限元仿真软件对边缘电场传感器的二维半波长模型进行了仿真分析,仿真结果表明当传感器工作区间内有物体移动时,会改变传感器的电场分布,使传感器互导电容发生周期变化.设计了一个简单的、低成本的调理电路,可以将电容变化转化为电压输出信号,得到边缘电场传感器输出电压与电容的关系.对电极尺寸为35 mm×30 mm×0.02 mm的边缘电场传感器进行了测量实验,实验结果与仿真结果吻合较好.     

一种测量油井产液含水率的电容式传感器

一种适用于高产量高含水油井产液含水率测量的电容式传感器。测量采取非集流方式，直接测量表征含水率大小的套管空间中与传感器接触的油泡，从而实现含水率测量。     

基于四相检测技术的微电容传感器

一种基于四相检测技术的电荷转移式微电容传感器,具有很强的消除杂散电容影响的能力,适用于被检测对象电容值小于1pF的场合,分辨力达1fF,灵敏度高于1V/pF,并能输出4～20mA的电流。其优良的性能和低廉的价格,使得微电容传感器的广泛推广应用成为可能。     

基于电容式传感器的建筑物围护结构含水率测试

设计的平面电容式传感器可感应围护结构中水分的变化,给出了传感器的工作原理,针对小电容检测的抗干扰问题,采用了加保护电极和利用驱动电缆传输信号的技术,结合改进的充放电微电容检测电路,对传感器的测试深度和灵敏度与极板尺寸的关系进行了研究和优化。设计了基于嵌入式微控制器的含水率测试系统,实验结果表明:该系统可以用于一定深度的围护结构的含水率现场测试。     

触针式轮廓仪弹性测量杆的设计

针对传统的触针式轮廓仪杠杆式测量杆的转动支点由于滚动体跳动容易引入随机误差的问题,提出并设计了一种基于弹性变形理论的轮廓仪测量杆。利用高精度电容传感器测量测量杆的弹性变形量,然后利用悬臂梁的挠曲线公式求出触针针尖的位移量从而得到待测面的微观不平度信息,消除了杠杆式测量杆引入的随机误差,进一步提高了粗糙度测量精度。     

Automatic calibration of laser range finder positions for pedestrian tracking based on social group detections

Laser range finders (LRF’s) are non-invasive sensors which can be used for high-precision and anonymous tracking of pedestrians in social environments. Such sensor networks can be used in robotics to assist in navigation and human–robot interaction. Typically, multiple LRF’s are used together for such tasks, and the relative positions of these sensors must be precisely calibrated. We propose a technique for estimating relative LRF positions using observations of social groups in the pedestrian flow as keypoint features for determining coarse estimates of relative sensor offsets. The most likely offset is estimated using a generalized Hough transform and used to identify sets of possible shared observations of individual pedestrians between pairs of sensors. Outliers are rejected using the RANSAC technique, and the resulting shared observations from each sensor pair are combined into a constraint matrix for the sensor network, which is solved using least-squares minimization. Results show calibration accuracy of sensor positions within 34?mm and 0.51°, and an analysis of pedestrian data collected from ubiquitous networks in three public and commercial spaces shows that the proposed calibration technique enables pedestrian tracking within 11?cm accuracy.     

一种可同时测量位移和角度的电容式传感器设计

提出了一种可同时测量位移和角度的变面积式差动电容传感器的设计方案。位移测量范围为-50～50mm,准确度可达0.2mm,角度测量范围为0～180°,准确度可达0.5°。通过在结构上采用介质差动法,该传感器克服了边缘效应的影响,具有测量范围宽、线性度良好、受温度影响小等优点。