一种全方位电子水平仪的测量算法及实现

介绍了一种根据单摆原理,结合传感器技术、单片机技术设计而成的全方位电子水平仪.在对其测量原理、系统结构进行介绍的基础上,对水平仪进行了运动几何分析,推导出三维空间上的测量算法,并进行了计算分析,结果表明该水平仪具有很高的测量精度,为其工程实现奠定了基础.     

一种全方位电子水平仪的测量算法及实现

介绍了一种根据单摆原理,结合传感器技术、单片机技术设计而成的全方位电子水平仪。在对其测量原理、系统结构进行介绍的基础上,对水平仪进行了运动几何分析,推导出三维空间上的测量算法,并进行了计算分析,结果表明该水平仪具有很高的测量精度,为其工程实现奠定了基础。     

全方位电子水平仪的结构及测量原理分析

介绍了一种实用新型专利一电子水平仪，在对其结构、工作原理进行介绍的基础上，从理论上对其进行了运动分析和几何分析，推导出了一种简洁的测量算法，并给出了以位移传感器、数据采集系统、微处理器为主要组件的电子电路的实现框图，为其进人工程领域奠定了基础。     

基于MEMS加速度传感器的数字水平仪

介绍了一种基于热对流式加速度传感器的二维高精度数字水平仪的设计方案.从数学模型入手,推导了倾角测量算法.采用硬件抑制、软件滤波的方法,最大限度地降低了外界干扰,解决了测量大角度时的零点漂移问题.研究结果表明:该仪器可以进行多种高精度的倾角测量.     

基于PSD的微小倾角测量系统的研究

介绍了一种新型的微小倾角光学测量系统。该系统结合半导体位置探测器件PSD（Position Sensitive Detection）和LM3824以及Intel 80C51单片机．首先把PSD测量的倾角转换为电流，再用精密电流检测器件LM3824将其变换为PWM信号．最后通过Intel 80C51对PWM信号占空比的采样计算电流．从而完成对倾角的精密测量。     

基于ICL7135的电子水平仪

介绍新型实用专利--电子水平仪.主要介绍了水平仪前端的机械放大机构和高分辨率A/D转换芯片的配合使用方法,通过改变初始安装位置可以获得对称检测区间;通过理论计算得到了不同倾斜角度与检测角度之间的放大关系.基于A/D芯片工作原理,设计芯片的一种简化接法以节约资源,通过微处理系统获得转换结果.利用液晶可以同时显示倾斜角和方位角,借助串口通信,实现远程测量,整个研究为提高仪器分辨率、实现测量准确性提供理论基础.     

基于数字运算的PSD调理电路设计

介绍了基于数字运算的PSD调理电路思想及具体线路构造,该电路避免了模拟运算的缺陷,提高了精度和可靠性.     

基于PSD的机器人触须传感器系统

提出了一种新型机器人触须传感器.它基于啮齿类动物触须的工作机制,以PSD为敏感元件,测量触须接触物体时根部产生的微小位移量.在PSD信号处理上,提出了以软件算法代替信号调理电路中的四则运算部分,有效地提高了系统的精度和稳定性.实验结果表明:触须根部位移量的大小与接触物的距离成反比,而两者的方向角越小位移量变化就越快,由此可以获得接触物的位置信息.     

基于PSD的显微镜硬件自动聚焦系统研究

针对快速、大批量自动图像采集的问题,对一种硬件聚焦方法进行了研究。结合光学原理,通过光电位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)进行了位置检测,将测量位置量转换为电量。对PSD的转换电路进行了设计,根据聚焦提出的精度,对所用电子元器件进行了选型,达到了控制要求。然后由MCU对实验数据进行了线性化处理,从而得到了位移变化量和PSD转换电路的输出数据之间较好的对应关系,最终获得了精准的焦点位置。研究结果表明,该硬件自动聚焦系统在聚焦精度和聚焦速度方面都有明显的优势。     

一种基于PSD的非接触二维位置测量系统

文中提出了一种非接触二维位置测量系统，该系统采用PSD作为传感元件，以MCS51单片机为核心，对成像于PSD感光面的光斑位置进行测量。介绍了测量原理，推导出二维坐标计算公式，并对系统进行精度分析。该系统具有简单、通用性较好、准确度高且能实现非接触测量的特点。     

基于Duolateral PSD的高精度光位置检测系统

精密机械加工业的发展对位置检测提出了更高的要求.Duolateral PSD(Position Sensitive Detector)克服了lateral PSD的测量错误率高、非线性严重等不足.系统实验的测量不确定度评定结果表明:基于Duolateral PSD的光位置测量系统具有位置分辨率高、测量精度高、性能稳定等特点,有广泛的应用前景.     

基于位置敏感探测器的车床尾座位置检测仪研究

针对国内对车床尾座的校准普遍采用传统的手工操作的问题,在分析尾座故障的基础上,探讨尾座偏角及位置偏移的求解算法,并提出一种基于位置敏感探测器(PSD)的高精度检测的解决方法.试验表明:基于PSD的检测仪位置偏差小于0.01 mm,偏角偏差小于0.01°.     

双PSD实现长直导轨四自由度测量的新方法

介绍基于双PSD实现大长度宽范围直线导轨俯仰角、偏摆角以及空间二维直线度等四个自由度在线测量的新型方法,对其测量原理进行了分析和验证,并建立求取长直导轨俯仰角、偏摆角的数学模型和基于激光空间偏角修正基础上的二维直线度的数学模型;讨论影响测量过程的各种因素,提出消除其影响所应采取的措施。     

基于PSD的电梯导轨动态测量系统

研制了1种基于PSD的激光准直测量系统。该测量系统利用PSD的高分辨率、高响应速度等特点，可以准确、动态地测量电梯导轨的直线度，铅垂度等参数。现场实验表明该测量系统易用且可靠。     

高精度原油储罐液位计研究

通过对数字式电容液位计及等值基准电容补偿法的研究，提出将数字式电容液位计与压差法相结合，由数字式电容液位计测量原油液位和油水界面的高度，等值基准电容法补偿由于环境温度、极板腐蚀和油液粘结带来的测量误差，采用压差法测量混油密度，依据混油密度和液位高度求得油重及容积；通过高精度A/D板采集模拟和数字信号，连续对储罐内原油的液位、密度、温度等各种参数进行运算，并由智能监测仪实施全自动显示，其测量精度可达到毫米级。     

基于PSD的无人机瞄准精度检测方法研究

针对无人机在战场上的大量应用,为了进一步提高其在攻击目标时的瞄准精度,改善作战效能,提出了一种以PSD位置传感器为检测平台的用来验证无人机瞄准是否精确的方法。建立了等效于PSD的电阻电容网络,并根据相关的电路知识,推导了与之配套的数学公式,并利用数学软件对该数学模型进行了模拟,从中发现PSD电极输出信号的相位差与入射光斑位置存在近似的线性关系,通过实验研究结果表明,采用检测相位差信息来检测光斑位置的方法能够满足无人机瞄准精度检测的要求。并且信号处理的电路条理比较清晰,可以根据需要随时做出修改,使得系统的实用性有了一定的提高。     

基于加速度计和磁强计的方位测量与校正技术研究

根据随钻测量的要求,描述了基于三轴加速度计与三轴磁强计测量钻具方位的方法,并针对铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差,提出了两种利用当地地磁场进行方位校正的方法--直接校正法和间接校正法,前者通过校正公式直接进行校正,后者通过循环递推逐次收敛于真实的方位.在原理分析的基础上,得出具体的校正算法,并通过数据仿真进行验证.结果表明,两种校正方法均能消除钻具干扰磁场的影响,获得准确的方位角,因此可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本.     

基于结构改进Smith预估单神经元PSD的长时延NCS研究

针对长时延网络控制系统（NCS）中存在时延和被控对象等问题,提出了一种新型结构改进Smith预估单神经元PSD控制器.新型控制器由结构改进Smith预估器和单神经元PSD控制器组成,结构改进Smith预估器通过对传统Smith预估器模型结构上的改进,避免了建立网络时延的预估模型,无需对网络时延进行在线测量、估计或辨识,补偿了网络时延对系统的性能带来的影响;单神经元PSD控制器解决了结构改进Smith预估器的模型失配问题,通过Matlab环境下的TrueTime工具箱对NCS进行仿真实验,并对传统PID控制方法、结构改进Smith预估PID控制方法和结构改进Smith预估单神经元PSD控制方法进行了仿真比较.研究结果表明,该新型控制器有效地补偿了网络时延对NCS的性能带来的影响,在模型失配情况下具有良好的鲁棒性和适应性,是对长时延NCS-种可行且有效的控制方法.     

用层次分析法评价,选择新产品开发项目

简要介绍了层次分析法的一些主要特点 ,并结合某厂新产品开发的主项目进行了分析和计算 ,得出明确结论 ,给新产品开发的选项和经济决策提供科学依据。     

Numerical study of droplet motion in a microchannel with different contact angles

The droplet motion in a microchannel with different contact angles, which is applicable to a typical proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), was studied numerically by solving the equations governing the conservation of mass and momentum. The gas-liquid interface or droplet shape was determined by a level set method which was modified to treat the static and dynamic contact angles. The matching conditions at the interface were accurately imposed by incorporating the ghost fluid approach based on a sharp-interface representation. Based on the numerical results, the droplet dynamics including the sliding and detachment of droplets was found to depend significantly on the contact angle. Also, the effects of inlet flow velocity, droplet size and side wall on the droplet motion were investigated. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Haecheon Choi Gihun Son received a B.S. and M.S. degree in Mechanical Engineering from Seoul National University in 1986 and 1988, respectively. He then went on to receive his Ph.D. degrees from UCLA in 1996. Dr. Son is currently a Professor of Mechanical Engineering at Sogang University in Seoul, Korea. Dr. Son’s research interests are in the area of multiphase dynamics, heat transfer, and power system simulation. Jiyoung Choi received a B.S. degree in Mechanical Engineering from Sogang University in 2005. He is a graduate student of Mechanical Engineering at Sogang University in Seoul, Korea. Choi’s research interests are in the area of PEM fuel cell and microfluidics.