测量液体管内含气率的电容传感器系统的设计北大核心CSCD

文中设计了一个阵列式结构的电容传感器系统,对液体管内含气率进行测量。首先,基于Comsol仿真软件对传感器的结构参数进行优化,并完成传感器的设计与制作。然后,设计用于极板工作状态切换的门电路和用于微小电容测量的C/V转换电路,再设计FPGA程序进行电路控制和上下位机通讯,并对上位机采集的信号进行滤波、解调。最后,用BP神经网络完成管道截面处的含气率重构。进一步采用可视化验证方法对电容传感器系统的准确性进行验证。电容传感器系统和可视化方法得到的平均截面含气率的偏差不超过8.48%,均值偏差为5.62%,均方根偏差为5.51%。设计的电容传感器系统具有很好的测量准确性。     

新型低温漂电容式角度传感器的研究

针对常用的电容式角度传感器温漂较大问题,设计了一种新型低温漂电容式角度传感器及测量电路。传感器主要包括前极板、转轴、陶瓷介质和后极板,其中前、后极板采用碳氢化合物材料制作,前极板通过陶瓷介质和后极板构成差动式平板电容器。电容传感器的后极板设置激磁电路产生传感器用高频激磁信号,前极板设置电容差分调幅电路将与输入角度对应的容值转换成电压值输出。文中设计的新型电容式角度传感器,可通过提高激磁信号频率来提升传感器的灵敏度,且利用外部自动增益控制电路,保证了传感器在温度变化时其灵敏度基本不变。     

基于ANSYS的多极板电容传感器仿真研究

建立了多极板电容传感器的三维有限元仿真数学模型，运用ANSYS软件对不同结构的传感器进行了三维仿真计算，比较分析了无屏蔽电极、UMIST型和METC型三种结构的电容传感器中检测极板间的电位分布，研究了屏蔽电极长度METC型电容传感器检测极板间电位分布的影响。计算了极板内置式和外置式电容传感器的满管、空管电容及其变化量。仿真研究结果为多极板电容传感器的结构设计提供了理论依据。     

差动平行极板变极距电容式传感器的误差校正方法北大核心CSCD

差动式平行极板变极距电容式传感器应用广泛,但由于其存在差动电容器极板初始极距不同的问题,导致差动电容值非线性误差增大,影响了其测量精度。首先,基于差动式平行极板变极距电容器的工作原理,分析了误差产生机理;采用最小二乘法建立了误差分析模型,引入差动加权系数构建误差校正表达式,然后,利用线性拟合和残差平方和分析法求解差动加权系数的数值,进而对电容测量数据进行误差校正。仿真分析证明了误差校正方法的准确性和可行性。实验结果表明:使用该误差校正方法的非线性误差为2.79%,与直接差动法的非线性误差9.80%相比,非线性误差降低了71.53%,验证了该误差校正方法的有效性。     

一种小量程风速风向传感器的设计

设计了一种基于微机械加工技术的风速风向传感器,传感器由四个相互正交的电容器构成,每个电容器包括可动极板和固定极板,此结构将风速和风向信息转换为可动极板的位移,通过测量四个电容器的电容来检测风速和风向。基于流体力学原理对传感器进行了分析,理论计算了传感器的输出电容和风速风向之间的变化关系,为传感器设计了一套基于MEMS的加工工艺流程。     

基于三层悬臂梁结构的电容式风速传感器设计

为解决传统电容式测风传感器的输出非线性,设计了一种基于MEMS微机械加工技术的电容式风速传感器.传感器的敏感结构创新性地采用了一个三层结构的悬臂梁,这种三层结构的悬臂梁构成了一个平行板电容器.风力作用于传感器敏感结构引起电容器的极板面积、极板间距以及绝缘层介电常数的变化,从而引起电容器输出电容的变化,通过测量传感器输出电容的变化值可以实现风速的测量.基于流体力学原理和多层悬臂梁理论对传感器进行了理论分析,并为传感器设计了制作工艺流程.     

球型极板电容位移传感器的设计与研究

设计了一种球型极板结构型式的电容式位移传感器。球型极板结构探头既能从原理上消除边缘效应带来的影响,又有效解决了传统平行板电容传感器的对中问题。以AD7747为核心的电容检测电路,集成度高,稳定性好,能够有效实现电容测量的数字化。对所设计传感器进行静态标定实验,通过最小二乘法多项式拟合方法对电容值与位移间的非线性关系进行拟合处理。结果表明:有效直径为1.25 mm的球型极板电容位移传感器,在20 min、0.5~100μm测量范围内稳定性能够达到0.002 pF,最大重复性误差为0.219%,在10μm测量范围内,分辨力能够达到20 nm。     

基于结构解耦的新型电容式力矩传感器设计

为解决力矩传感器中由于倾覆力矩、轴向力和径向力等所造成的力耦合效应和测量误差问题,基于结构解耦原理设计了一种新型电容式力矩传感器。该新型电容式力矩传感器利用内置十字交叉滚子轴承实现结构解耦,从而消除力耦合效应对测量准确性的影响。测量部分采用垂直极板电容效应原理,并以双差动的测量方式提高传感器的灵敏度和稳定性。以商用转矩转速传感器作为标准力矩仪对此新型电容式力矩传感器进行标定,并进行解耦验证实验。标定和实验结果表明,该新型电容式力矩传感器的线性度为1.04%、分辨率0.05 N·m、最大测量误差约为2.07%,所设计的传感器能够有效降低力耦合效应的影响,具备结构解耦、高灵敏度和高准确性等特点。     

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。     

一种电容阵列式液位传感器的设计与实现

通过对电容式液位传感器的分析与研究,设计了一种新的电容阵列液位传感器。该传感器将电容一极板设计成阵列式结构,另一极板共用,采用基于充放电原理的微小电容检测电路,应用单片机XC886控制小电容器的选通、数据的采集和处理,计算出液位值,并通过CAN总线传送给上位机,实现实时监测。实测结果表明:该传感器受温度影响小、精度高、输出稳定,精度优于1%FS,零点漂移小于2×10-5FS/℃.     

电容式加速度计读出电路芯片设计

针对实验室的差分电容变化量为fF量级、频带宽度为0~20kHz的电容式加速度计,设计了一种可以有效减少噪声、失调电压和寄生电容影响的读出电路。该电路由开关电容积分电路、低噪声运放和单位增益采样保持电路组成。在0.5μm 2P3MCMOS工艺下完成该电路设计,通过仿真结果表明,该电路的输出电压与差分电容变化量成很好的线性关系,可以检测差分电容变化量达到fF量级。     

Nondestructive testing of the quality of winding impregnation in electric machines

The topicality of this work is accounted for by a need to upgrade the evaluation of the quality of winding impregnation in electric machines and to raise their safety margin and reliability. Our goal is to substantiate the possibility of using the measured capacitance of the winding of an electric machine (with respect to its magnetic core) for testing the impregnation of cavities in the major insulation and assessing metrological characteristics of the proposed testing technique. Methods of electric measurements for studying the capacitance characteristics of electric-machine windings, formulae for calculating the dielectric constant of binary mixtures, and techniques for assessing the errors of indirect measurements have been used.     

一种新型盘式电机定转子冲卷机的设计

本文介绍了一种新型数控分度冲槽卷绕机床,用户在使用传统冲槽卷绕机时,经常要冲制不同尺寸的铁芯,如果使用传统的冲卷机就必须更换不同规格的卷绕头。为了方便操作人员冲制不同尺寸的铁芯,在经过用户调研的基础上,开发了一种新型的可以冲制多种卷绕内径和槽形倾斜角的铁芯的数控分度冲槽卷绕机。     

卷绕机振动特性测试与分析

基于PULSE系统平台对某型号卷绕机振动进行测试,得到其振动与转速的关系曲线,并对振动信号进行频谱分析和阶次分析,经分析后得知该卷绕机在13000r／min附近有临界转速,而且影响该卷绕机振动的主要因素是夹头的不平衡,该研究为此类型卷绕机正常运行和减振降噪提供了依据。     

数控绕线机研究与设计

本文介绍了采用步进电动机数控技术研究设计的数控绕线机，该设计包括机械部分、电气部分、微机控制电磁抱闸制动设计、数控程序设计，具有计数准确、功能齐全、操作方便等优点，提高了劳动生产率。适用于中小电机制造企业，成本低、精度高、操作简单方便、应用前景广阔。     

基于FPGA的硅电容传感器调理模块设计

差动式硅电容传感器应用广泛,对差动电容信号的检测调理至关重要.文中以FPGA芯片为核心,其产生的正弦载波信号用于调制差动电容信号的变化,已调信号再次输入FPGA进行互相关解调及数字滤波后,得到反映差动电容变化的电容差信号,然后经非线性补偿,可以输出非线性度小于0.1%的数字信号.这样避免了采用模拟电路容易受到外界干扰,且提高了动态检测的速度和非线性补偿的精度.     

络筒机卷绕部分设计分析

针对络筒机的卷绕部分做进一步的设计分析,主要是研究筒管的传动方式、卷取机构的相对位置、接触压力的调节等方面的问题。     

精密电压互感器绕线机的初步设计与运动仿真

介绍了一种新型电压互感器绕线机的初步设计、各主要部件的选择及其运动仿真.该机在实验过程中运动状况良好,为电压互感器绕线机的开发和大批量绕制精密电压互感器提供了可靠思路和重要依据.     

线缆卷绕机的PLC控制系统设计

设计了线缆卷绕机的控制系统.该系统以可编程控制器(PLC)为核心,还包括触摸屏、变频器、伺服驱动器/伺服电动机等部件.卷绕时,PLC根据设定值通过放线变频器控制放线速度,通过张力调节控制绕线变频器实现绕线与放线同步,排线由伺服电动机根据绕线速度协调完成.设备使用表明:系统运行平稳,卷绕紧密、美观,避免了叠线,塌边等现象...     

基于PROFIBUS-DP的四轴纤维缠绕机计算机数控系统

介绍了将基于Profibus-DP现场总线技术的计算机数控系统应用于四轴联动纤维缠绕机，给出了该数控系统的系统结构，分析了系统通信原理。计算机数控系统的应用，提高了纤维缠绕机的自动化水平，提高了产品质量和生产效率。