基于氧化锆电解质的NOx传感器的检测系统设计

设计了一套用于测量汽车尾气排放的氮氧化物（NO与NO2）的车用传感器的检测装置。该装置能真实模拟汽车尾气的环境,测试了尾气温度、尾气流量、尾气中的O2浓度、NO浓度、NO2浓度等因素列代表NOx实际浓度的传感器极限电流IP2的影响,并对响应曲线进行了分析。该测试系统对所制作的NOx传感器内部结构及各电极的成分的改进具有重要的意义。     

光纤浓度计

光纤浓度传感是基于液体浓度与折射率之间的依赖关系而发展起来的一项新的浓度测量技术,其实质就是对液体折射率的测量。光纤传感器所特具的优点受人重视,故在近几年来发展迅速,当然光纤浓度传感器也不例外。据国内外文献报道,已开发成功多种原理的光纤浓度计,其实际测试精度,用相应的折射率变化表示为△n=10_(-3)量级。 我们设计、研制的光纤浓度计的测量灵敏度     

高聚物碳黑复合体化学传感器的研究及其在电子舌中的应用

用碳黑和不导电高聚物复合体制备化学传感器阵列,在检测、量化和识别各种有机气体和液体成分上,最近已受到相当重视.本文介绍了复合体导电机理,制备了两种新型的基于复合体薄膜的化学传感器,并将其应用于实验室开发的电子舌系统,采用阻抗法测量传感器在不同样本液体中的响应,最后用主成分分析法对数据加以识别,初步实验结果表明传感器能够较好的区别酸、甜、苦、咸等味道,且该传感器生命周期长,重复性好,在实时、在线的电子舌系统中具有很好的应用前景.     

基于MSP430的甲醛浓度实时监测系统设计

为解决现有的甲醛测量方法和测量仪器实时性差、测量步骤繁琐以及互联性弱的缺陷,以电化学传感器原理等理论为基础,基于电化学气体传感器,无线局域网(WiFi)模块和MSP430F149单片机提出了一种甲醛浓度实时监测系统设计方法.该系统能精确测量环境甲醛浓度并进行实时提醒,对传感器响应电流分辨率可达0.6nA.并且系统具有远程数据传输的能力,实用性强.测试结果表明:系统实现了预期功能,稍加拓展还可以应用于其他相关场合.     

基于主成分分析的多传感器数据融合

针对多个传感器对某一特性指标进行测量实验的数据融合问题,根据多元统计理论,提出了一种基于主成分分析的融合方法。该方法把各传感器的测量数据作为一总体,定义总体的各主成分,利用测量值与主成分的相关关系,给出了各传感器的综合支持程度和数据融合公式。该方法不需要知道总体的分布和先验概率,避免定义距离矩阵和受主观因素作用的关系矩阵。应用实例验证了该方法的有效性和具有较强的抗干扰能力。     

基于电容电阻复合层析法测量糖膏结晶浓度

针对目前常规单测量点检测法在糖厂煮糖罐糖膏结晶浓度测量中精度低的不足,提出了基于电容电阻复合层析法对糖膏结晶浓度进行测量;首先采用主成分分析法消除传感器阵列测量数据集的冗余度,然后利用RBF神经网络法解决传感器检测场存在的非线性问题,同时预测出煮糖罐内糖膏结晶浓度,其中RBF神经网络法的参数学习采用遗传优化算法;对该过程进行理论分析和仿真测试,实验结果表明在低成本条件下,测量糖膏结晶浓度精度高,有很好的工业应用前景.     

基于内压式点滴速度传感器的设计

点滴法在液体微流量检测与控制方面的应用普遍,液体微流量的检测一直是研究的难点.利用医用输液管储液瓶、压力传感器和仪表放大器设计一种点滴速度检测传感器,用压力传感器检测储液瓶内的压力并转换为电压输出,通过测量电压后换算为点滴速度.设计并制作了传感器硬件,并进行实验测试,获得传感器点滴速度关系表达式.     

基于铁磁性液体的微差压传感器研究

差压是一种重要的力学参数,为了提高差压的测量精度,应用新型纳米材料--磁性液体设计了一种微差压传感器,建立了传感器的理论模型并对其输入输出关系进行了理论推导.该传感器采用螺线管式差动变压器的工作原理,其核心部分是可变互感,利用磁性液体兼具磁性和流动性的特点实现微差压的测量.实验表明,该种磁性液体微差压传感器具有工作压力范围大、线性度好、灵敏度高、稳定可靠等优点,可以广泛应用于工业过程控制、机械制造、生物医学工程等许多领域.     

基于主成分分析法的多传感器数据融合算法研究

根据数理统计中的多元统计理论,用多个传感器对某一特性指标进行检测,将检测数据作为统计对象,提出了一种基于主成分分析的数据融合方法。该方法把各传感器的检测数据作为一个整体,定义总体的各主成分。通过计算测量值与主成分的复相关系数,给出了各传感器的综合支持程度和数据融合公式。实验表明,此方法比均值融合法更准确、有效。     

荧光猝灭法溶解氧传感器的研制

为了解决传统在线溶解氧传感器测量过程中需要耗氧,无法满足静止或低流速液体的测量要求.设计了一种以荧光寿命为测量方式的新型荧光法溶解氧传感器.介绍了该传感器测量原理、结构设计、器件的选择和测量电路设计.通过对其进行性能试验,验证了此传感器具有测量精度高、性能稳定等特点,并且此传感器还具有使用寿命长、测量范围广、价格便宜、实现了远距离自动化测量等优点,特别适用于水环境监测及水质污染控制等领域中.仪器通过了江苏省计量科学研究院的验证,各项指标均符合设计要求.     

基于KOPLS的多组分物质光谱分析方法

为了提升多组分物质浓度的光学测量精度,针对光谱与被测组分的非线性模型,提出了一种基于KOPLS算法的多组分物质光谱分析方法;该方法采用核矩阵将正交无关项转换至高维空间,通过迭代计算与剔除,建立了光谱信号与浓度矩阵之间的非线性回归模型,在保证算法高计算效率的同时解决了传统算法对非线性项分析准确度较低的问题,实现了对多组分物质光谱的高精度分析;通过实验对比了不同算法下的全血样本浓度预测值,实验结果表明KOPLS算法大幅提升了多组分物质浓度计算准确度,实验证明该方法在多组分检测仪器中具有很强的工程应用价值。     

基于ADμC812的专用超声波液位传感器

针对易燃、易爆化学物质储罐内液位及相关量难检测的问题 ,基于ADμC812芯片设计了一套用于远距离、大量程、非接触检测的超声波液位传感器。该传感器具有自增益、可编程和扩展性能好等优点 ,可以检测所有沸点高于储存温度的介质液位 ,对其它同类传感器的远距离检测及智能化实现有良好的参考价值。     

基于CAN总线的汽车轮速传感器设计

传感器网络化是传感器领域发展的一项新兴技术。它在统一网络协议的基础上实现传感器信号的数字化、网络化的变送。介绍了一种基于CAN总线的汽车轮速传感器的设计方法及有关芯片的功能,设计研究了轮速传感器信号处理电路并用单片微机进行信号的采集和处理。所设计的传感器测速系统测量实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。     

A criterion for optimal design of multi-axis force sensors

This paper deals with the design of multi-axis force (also known as force/torque) sensors, as considered within the framework of optimal design theory. Optimal design procedures consists of finding the combination of design variables that extremizes some optimality criterion: provided a suitable mathematical formulation of the problem, solutions can be efficiently obtained through currently available numerical techniques. The principal goal of this paper is to identify a mathematical objective function, whose minimization corresponds to the optimization of sensor accuracy. The methodology employed is derived from linear algebra and analysis of numerical stability. An objective function which can be applied to a large class of sensor configurations is proposed. The problem of optimizing the number of basic transducers employed in a multi-component sensor is also addressed. Finally, applications of the proposed method to the design of a simple sensor as well as to the optimization of a novel, 6-axis miniaturized sensor are discussed.     

一种新型液体密度声传感器研究

介绍一种新型液体密度声传感器的原理及设计方法，与一般液体密度传感器不同之处是其为数字频率量，具有很高的灵敏度，可实现与计算机的直接连接，计算结果表明，这类传感器的灵敏度可达１０＾－８ｇ／ｃｍ＾３，适用于高精度测量，且有广阔的应用前景。     

超声传感器在物位测量中的应用

介绍了超声波传感器原理，给出了以8098单片机为核心的智能物位测量仪的设计及实现方法．现场实验表明该测量装置具有体积小、操作方便、测量精度高等特点，可广泛地应用于固体及液体物位的测量．     

基于虚拟样本生成技术的多组分机械信号建模

采用具有多组分、非平稳、非线性等特性的机械振动/振声信号构建数据驱动软测量模型,是目前工业界测量高能耗旋转机械设备内部难以检测过程参数的常用手段.针对机械信号产生机理的复杂性导致模型解释性弱,以及工业过程连续不间断运行和机械设备旋转封闭的特殊性导致获取完备训练样本的经济性差和周期性长等问题,本文提出一种基于虚拟样本生成（Virtual sample generation,VSG）技术的多组分机械信号建模方法.首先,将机械信号自适应分解为具有不同时间尺度的平稳子信号并变换为多尺度谱数据;接着,采用适合于小样本高维数据建模的改进选择性集成核偏最小二乘（Selective ensemble kernel partial least squares,SENKPLS）算法构建面向真实训练样本的基于可行性的规划（Feasibility-based programming,FBP）模型,提出一种综合先验知识和FBP模型等手段面向高维谱数据的VSG技术,用以弥补真实训练样本的短缺问题;然后,基于互信息（Mutual information,MI）对由真实和虚拟训练样本组成的混合建模数据进行自适应特征选择;最后,基于约简的混合训练样本采用SENKPLS构建软测量模型.以近红外谱数据和磨矿过程实验球磨机的筒体振动/振声信号验证所提VSG技术和面向多组分机械信号建模方法的合理性和有效性.     

High-Speed Flow Sensing as A Diagnostic Tool in the Development of Microfluidic Systems

Seyonic is developing a family of high-speed micro flow sensors with full-scale sensitivities between 0.25 and 10 microliter per second. The flow rate is determined by the measurement of a pressure difference across a fluidic restriction, using two integrated piezo-resistive pressure sensors. Main applications are in sub-microliter dispensing systems, where both sensor accuracy and speed provide real-time validation of the requested liquid volumes. The very fast response of the sensor, less than 2 ms, allows for measurement of liquid volumes down to the nL range. The sensor is able to measure not only the flow, but also the instantaneous pressure in the systems under evaluation. It is therefore possible to obtain valuable information on the system's operation for the characterization of fluidic components such as micromachined pumps, solenoid valves and jet dispensers     

新型数字干湿球湿度传感器

传统的湿度传感器由于存在准确度不高、没有数字化、线性度不好以及寿命短等方面的问题,在使用和测量时极为不便。基于干湿球测量湿度的原理,设计开发了一种以DS18B20单片温度传感器和单片机AT89C2051为核心的干湿球型湿度传感器,较好地解决了传统传感器在准确度、线性度以及使用寿命方面的问题。     

新型环形同点单铁芯双分量磁通门传感器

双分量磁通门传感器在金属磁记忆检测中得到广泛使用,且使用的双分量磁通门传感器为双铁芯式跑道型设计的磁通门传感器。由于传感器中的双铁芯磁参数不一致、铁芯不闭合的原因,产生变压器效应,形成了测量噪声。双分量磁通门通常由两个磁通门传感器平行放置而成。因此,由于传感器铁芯参数,线圈参数不可能完全一致所造成的传感器之间的一致性差,而且双分量或多分量磁通门传感器存在着几何中心不重合的问题。本文研究设计了新型双分量磁通门传感器,采用环形铁芯设计,直接应用单铁芯调理双方向的磁通门信号,改善了双分量传感器的一致性差、几何中心不同点的问题,有效的抑制了变压器噪声,提高了磁通门传感器的测量中的测量准确度,减少了测量误差。