一种绝缘体表液体自动测试系统

提出一种绝缘体表液体自动测试系统的设计方案,在保证系统测试性能的同时能够大幅降低设计成本。通过对系统数据采集数据转换,以及系统控制部分的工作与设计原理的分析,设计三种相邻电容传感器,讨论分析传感器设计关键参数,并给出了最终设计参数;简单解释了测量数据转换部分和控制部分的系统设计思想。实验部分采用有限元仿真技术模拟了电容传感器的性能;通过阻抗分析仪对测得的数据进行分析、比对、讨论了测量噪声对系统检测的影响,并提出解决方法;实验结果表明,电容探测传感技术应用于绝缘体表液体自动测试系统中的可行性与重要性,设计的系统硬件部分能够实现自动探测分级报警功能。     

车辆动态称重技术

随着公路运输业和商业贸易的发展，车辆动态称重技术已成为车辆载荷测量的关键技术和发展方向。文中对车辆动态称重系统的结构和弯板、压电传感器、单传感器及光纤传感器4种常用的动态称重传感器进行了介绍，并对系统产生的轴重信号进行了分析，重点讨论和研究了算术平均、神经网络、系统辨识等运用到车辆动态称重系统中的算法，并且阐述了今后的发展趋势。     

相邻孔壁和小盲孔测量系统的研究

提出了一种应用电容传感器对两个微小孔间相邻孔壁进行精密测量的系统.基于非接触式电容测孔传感器的基本原理,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了电容瞄准测孔传感器的测头用于对相邻小孔的中心进行瞄准定位;设计了测量孔壁的电容差动测厚传感器.由一个瞄准测孔传感器和两个差动测厚传感器及三通道测量电路组成的系统 ,再配以RS232接口可直接与计算相连,采用LAB虚拟软件,经数据处理直接显示孔的大小和两孔间的壁厚.此系统不仅可对相邻小盲孔或通孔的壁厚进行测量,同时可测量小孔的任意截面的尺寸及形状误差.由于属于非接触测量,有无需进行测头及工件变形误差修正的优点.瞄准测头在现有微加工的技术下可以做的很小.此系统测量精度高,操作方便,测量速度较快,应用前景广阔.     

电容式位移传感器的线性度标定与不确定度评定

由于光刻投影物镜装调中电容传感器的线性度指标不能够满足位移调节精度的需求,本文提出了一种提高电容传感器测量线性度的方法。该方法采用压电驱动器提供位移进给;采用高精度激光测长干涉仪校准电容传感器的线性度,提供位移反馈以保证运动控制精度。采用高阶曲线拟合方法得到拟合系数对传感器线性度进行在线标定;对标定实验中的环境、安装、机构以及控制等进行不确定度分析与评定以保证电容传感器的线性度测量精度;最后进行电容传感器线性度的标定实验。实验结果表明:本文提出的线性度标定方法能够减小各误差项对于测量结果的影响,标定后传感器线性度由0.047 14%提高至0.004 84%,近一个数量级,并且线性度重复性较高,重复性偏差为0.38nm,全行程内线性度的合成不确定度为5.70nm,能够满足光刻物镜中位移控制精度的需求。     

车辆电容称重装置研制

针对传统车辆称重装置存在的不足,开发了一种车辆电容称重装置,利用电容称重传感器输出电压来反映车辆载荷.该装置安装于车辆上,采用四相检测电荷转移式微电容测量电路测量电容传感器输出电压,利用基于USB接口的电容称重传感器特性测试系统采集数据,采用实验方法测量称重系统的静态特性并进行静态标定,同时从速度、加速度、振动等因素影响方面对动态特性作了测试与分析.结果表明:该装置不仅适用于静态测量,同时适用于动态测量,具有较好的应用和推广价值.     

压电加速度传感器测量中的温度补偿设计

为了解决压电加速度传感器易受温度影响的缺点,通过分析其测量原理和温度变化对压电传感器性能的影响,提出了在压电加速度测量系统中加入热敏元件进行温度测量,并利用单片机软件进行自动实时温度补偿的方法。结果表明,实施温度补偿后,提高了压电加速度传感器的工作性能与可靠性。     

一种新型电容式空隙率传感器仿真研究

该文提出了一种侵入式多环套状结构电极的电容传感器,并研究它对气液两相流空隙率测量的可行性。通过建立多环套状电容传感器装置的有限元仿真数学模型,运用ANSYS软件对电容传感器有限元模型进行了二维静电场仿真。其分析了极板间的电位分布,计算不同相分布下传感器的电容及变化量,分析空隙率的设定值与仿真值对比结果,并以层流和环流为例比较并分析传感器的灵敏度以及受流型的影响。仿真结果表明,多环套状电极结构电容传感器可运用于两相流的空隙率测量技术上,为多环套状电极结构电容传感器的设计提供了部分理论依据。     

高精度电容式位移传感器关键技术的研究

研制了一种高精度电容式位移传感器,详细介绍了该传感器的基本工作原理和提高传感器精度的关键技术,对电容传感器的具体电路进行模块化设计;分析影响传感器精度与稳定性的因素,采用完全等电位屏蔽技术,对正弦激励电路、参考电容、传感器测头、电源进行技术改进,最后对电容传感器进行系统标定。实验证明:该传感器测量范围为±5~±40μm,测量分辨率<10 nm,测量精度<20 nm.     

基于ECT的传感器系统的优化设计

针对传统ECT电容传感器相邻极板间存在耦合电容,因干扰电容引起电容测量时噪声值的问题,提出了一种带差分电极的新型传感器系统,差分电极添加到测量电极与屏蔽罩之间,差分电极与测量电极通过同一圆心排列,测量电极之间不需加隔离电极,通过对差分电极激励消除测量电极之间的耦合电容。最后通过LBP、Landweber、Tikhonov算法对各个模型进行图像重建,并对重建图像进行误差分析。实验结果表明通过对重建图像进行误差分析和图像相关技术的计算,传感器经过添加差分电极可以使图像误差减小至0.24,图像相关系数提升到0.84,很大幅度改善了成像效果。     

调幅式电容位移传感器的峰值检波电路设计

针对调幅式电容位移传感器解调过程中由系统不确定相移导致的信号解调不准确问题,提出了一种基于改进的峰值保持电路的调幅式电容位移传感测量方法。首先,分析了调幅式电容位移传感器及其检测电路的工作原理,在研究调幅信号附加相移产生机理的基础上,提出了延迟反馈式峰值保持电路,用以去除附加相移对峰值解调的影响。然后,设计并制作了调幅式电容位移传感器,并对其各个性能指标进行了测试。最后,对实验结果和误差进行了分析。实验显示,提出的峰值保持电路的输出线性度优于0.05%,制作的传感器在0～25μm内数据测量稳定性优于10nm/30min,传感器测量偏差最大值为36nm。结果表明,采用延迟反馈型峰值保持电路有效地解决了系统不确定相移带来的峰值检波不准确的问题,所制作的电容传感器满足了高精度测量的要求。