传感器静态校准曲线的最佳拟合

传感器的基本性能指标之一是其非线性误差,本文在保证其非线性误差最小的条件下,推导了传感器静态校准曲线的最佳拟合数学模型。     

П型差动变压器式传感器的输出特性及其数学模型

本文介绍了П型差动变压器式传感器的输出特性,即用已知激磁电压代替未知激磁电流,并对其输出特性从理论上进行了非线性分析及数字推导,建立了差动变压器式传感器的数学模型。     

传感器特性曲线的自适应分段最佳拟合及应用

为了减小传感器的非线性误差问题 ,提出了一种传感器的非线性传输曲线的自适应分段最佳逼近拟合方法 ,介绍了该方法的数学模型和应用实例 ,实验结果表明 ,应用本方法 ,使传感系统的非线性误差大大减小     

EMD和遗传神经网络算法研究—以装载机动态称重系统为例

装载机压力传感器的输出信号是包含强振动、噪声的非线性信号,而装载机动态称重系统的测量精度与压力传感器的信号之间有极其密切的关系,采用经验模态分解对压力传感器的信号进行预处理,提取其有用称重信号,采用BP神经网络算法对称重信号与重物重量之间的非线性关系进行拟合,同时使用遗传算法加快收敛速度,得到适合的非线性测重数学模型,仿真和实验参数计算表明,该处理方法在装载机动态称重系统中的应用是有效的。     

传感器特性曲线的自适应分段最佳拟合及应用

为了减小传感器的非线性误差问题,提出了一种传感器的非线性传输曲线的自适应分段最佳逼近拟合方法, 介绍了该方法的数学模型和应用实例,实验结果表明, 应用本方法, 使传感系统的非线性误差大大减小.     

RBF神经网络在柔性触觉传感器解耦中的应用

针对柔性触觉传感器模型高度非线性、解耦难度大等问题,提出一种有效的方法来模拟柔性触觉传感器在实际应用中含噪声的情形。首先在理想条件下的传感器模型上添加不同幅度的高斯白噪声并建立其数学模型,之后通过K-均值和递归最小二乘法优化RBF神经网络,并利用优化后的RBF神经网络算法逼近受噪声干扰的传感器阻值与形变之间的高维非线性映射关系,最后基于不同的展开幅度通过行列阻值解耦出传感器三维形变信息,获得了较好的解耦精度。解耦结果表明,RBF神经网络算法具有较强的鲁棒性和抗噪声能力,能够很好地逼近含噪声的传感器高维非线性数据之间的映射关系。     

各向异性磁弹性传感器及其线性度拟合直线研究

铁磁性物质在发生变形或在应力的作用下,其磁通会发生变化,称为维拉里效应或铁磁体的压磁性现象。利用维拉里效应制成的压力传感器称为磁弹性传感器,其结构牢靠、输出功率大、过载能力强,能在恶劣的工况条件下使用。与电阻应变式压力传感器相比,磁弹性传感器不需要进行粘贴应变片这种相对复杂的操作。磁弹性传感器的工作过程是一个复杂的变换过程,其变换过程至今仍未得到准确的数学模型,可以通过试验-分析的方法来确定其主要参数。在固定的已知条件下,传感器的输出电压是应力的线性函数。非线性误差是传感器的关键指标,直接影响产品的定级。选择不同的拟合基准直线,得到的非线性误差就不同。针对磁弹性传感器的输出特性,分析并确定了最优的拟合直线。结果表明,端点平移法是合适的拟合方法。     

ABS传感器模型及多传感器信息融合在车辆定位中的应用

推导了ABS里程计的数学模型,针对其非线性特点给出了扩展式卡尔曼滤波算式.基于各传感器工作原理分析了系统的采样规律.应用多传感器信息融合理论构建了联邦滤波器定位系统结构.跑车实验表明,无论在GPS卫星短暂屏蔽还是较长时间无卫星信号情况下,系统均能正常有效工作,可满足实际定位导航的要求.     

基于函数型连接神经网络的瓦斯传感器非线性校正

通过对载体催化瓦斯传感器检测原理的分析,指出瓦斯体积分数与瓦斯传感器输出电压之间呈非线性关系,提出了应用函数型连接神经网络的强非线性逼近能力,且不依赖确定的数学模型的优点,建立非线性校正模型,消除瓦斯检测中的非线性误差.网络仿真结果与分段线性拟合曲线的比较表明:这种非线性校正模型结构简单、收敛速度快、逼近精度高.     

柱栅传感器数学模型

柱栅传感器是一种新型数字式直线位移传感器。它具有许多优良的电气和机械特性。柱栅传感器是在感应同步器的基础上提出来的新型位移传感器，其具有与感应同步器相似的数学模型。但是由于柱栅的绕组是空间螺旋结构，因此它们的数学模型也就不尽相同。本文在电磁场理论指导和感应同步器的数学模型引导下，推导柱栅传感器数学模型。其理论将有利于柱栅绕组的结构尺寸设计。使用频谱分析仪对感应输出进行分析，验证数学模型。     

基于多层GMR材料的电流传感器设计与实验研究

将磁芯和两个磁屏蔽层引入GMR电流传感器,以提高其灵敏度和精度;并在磁芯中加入偏置绕组以提供偏置磁场。建立了传感器的数学模型,用于分析闭环电流传感器的影响因素。基于分析和仿真结果,设计了样机。测试并对比分析了磁滞对传感器的影响、测量范围、频率响应以及电流传感器的相对误差。所设计的电流传感器具有灵敏度高,精度高,相对误差小(0.8%)的优点。在被测电流值为20 A情况下,被测电流的频率范围高达300 kHz。     

基于ANSYS软件分析的磁通量传感器设计

设计用于在线监测的磁通量传感器,通过分析传感器磁路用磁导法计算磁通量传感器的具体参数。由ANSYS仿真软件建立磁通量传感器的模型。选用通用标示法（GSP）通过求解器对模型进行运算,模拟磁通量传感器的磁场分布,得到缆索中磁通量分布图以及相关数据。根据仿真结果对套筒式磁通量传感器和单旁路式磁通量传感器作出对比分析,并研究缆索外层护套对缆索导磁效果的影响。     

基于永磁薄膜的MEMS磁传感器设计与制作

提出了一种基于永磁薄膜的新型MEMS磁传感器,磁传感器由MEMS扭摆、CoNiMnP永磁薄膜和差分检测电容等部分组成。分析了磁传感器的磁敏感原理和电容检测原理,提出了器件的结构参数并对器件进行了模态仿真。利用MEMS加工技术成功制作了MEMS磁传感器样品,并进行了测试。测试结果表明:得到的MEMS磁传感器的电容灵敏度可达到27.7 fF/mT,且具有良好的线性度。根据现有的微小电容检测技术,传感器的磁场分辨率可达到36 nT。     

基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定方法

目前磁传感器多用于对静态或准静态磁场环境的测试,当被测磁场矢量快速变化时,磁传感器的动态特性成为影响其测量精度的关键因素。针对测试现场环境中难于产生标准的高频交变激励磁场源致使磁传感器动态特性无法准确快速标定的难题,提出一种基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性现场快速标定方法。首先提出并构建了一种基于带电直导线的标准宽频带磁场发生器,采用毕奥-萨伐尔定律分析了带电直导线周围磁场分布规律;其次通过在长直导线中加载典型交变激励电流,产生典型交变磁场,采用系统辨识方法实现对磁传感器动态特性标定;最后对某矢量磁传感器测量系统进行了时域、频域动态模型标定。实验表明所提出的磁传感器动态模型标定方法具有简便、快速、高效、准确的优点,便于工业现场对各类磁传感器进行动静态特性标定。     

电磁传感器的循迹特性分析

介绍了一种电磁传感器的循迹特性,对通电导线周围电磁场的模型进行了阐述,并用Matlab分析出磁场模型与电磁传感器的高度和水平距离的关系。通过对磁场模型的分析,选择了常见的电感线圈作为检测磁场的传感器,推导出双电感电磁传感器的循迹特性,并建立了循迹模型。根据大量的实验,确定了双电感电磁传感器的布局方案,实验结果表明：该循迹模型可以用于电磁场的检测。     

差动变压器内部磁场测试系统的研究

介绍了一种磁场测试系统,通过在差动变压器的绕组骨架上嵌入霍尔传感器,构建以霍尔传感器,信号调理电路,PCI-1711数据采集卡和虚拟仪器开发软件LabVIEW为主体的数据采集系统。该系统通过对霍尔传感器输出信号的实际采集和信号处理,得到差动变压器铁芯的径向磁场分布。针对差动变压器的参数使用Magnet软件建立了仿真模型,并仿真差动电压器磁场分布,从而验证该测量方法是可行的,测量结果是正确的。     

一种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,并且可用作无源、无线磁传感器.主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理,给出了实验结果.传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132 Hz/Oe,谐振频率测量分辨率在1 Hz时,磁场测量分辨率可达10-7T数量级.     

—种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器．该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上，改变其谐振频率，通过对谐振频率的检测进行磁场测量．该传感器可以用于静态和动态磁场测量，并且可用作无源、无线磁传感器．主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理，给出了实验结果．传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132Hz／Oe，谐振频率测量分辨率在1Hz时，磁场测量分辨率可达10^-7T数量级．     

基于TMR磁传感器的电力系统大电流测量

针对传统电力系统大电流测量方法存在体积大、测量范围窄、数字化程度低的问题,提出了一种新型的基于隧道磁电阻（TMR）磁传感器阵列测量大电流的方法。叙述了TMR效应和传感器的测量原理,利用磁传感器测量输入-输出特性,推导出电流测量数学模型,建立了磁传感器安放拓扑结构,解决了三相电流磁场相互干扰情况下电流测量不精确问题。以10kV高压开关柜为基础,设计出一种实验系统对测量模型进行验证。对采集数据进行拟合分析,得到影响磁传感器测量精度的2个因素：传感器安放位置和测量范围。通过对安放位置进行优化,确定磁传感器最佳放置位置。计算结果表明：TMR磁传感器具有很好的精度,能够达到测量要求。     

Application of Localization Based on the DC Magnetic Field that Occurs in the Environment on Wheel-Type Mobile Agricultural Robots

A wheel-type mobile robot is simply able to localize with odometry. However, for mobile agricultural robots, it is necessary to consider that the environment is uneven terrain. Therefore, odometry is unreliable and it is necessary to augment the odometry by measuring the position of the robot relative to known objects in the environments. This paper describes the application of localization based on the DC magnetic field that occurs in the environment on mobile agricultural robots. In this research, a magnetic sensor is applied to scan the DC magnetic field to build a magnetic database. The robot localizes by matching magnetic sensor readings against the magnetic database. The experimental results indicate that the robot is able to localize accurately with the proposed method and the cumulative error can be eliminated by applying the localization results to compensate for the odometry.