液浮速率陀螺仪的研究和改进

论述了液浮速率陀螺仪的工作原理,针对某型液浮速率陀螺仪产品存在的问题,分析了液浮速率陀螺仪的误差,对产品进行了技术改进。     

硅微机械陀螺仪温度控制系统的PID算法实现

温度的变化对硅微机械陀螺仪的性能有较大的影响,对温度的稳定性控制有着重要意义。分析了硅微机械陀螺仪的温度影响机理,通过对表头测试得到性能参数随温度变化的规律。介绍了PID控制算法的基本概念,对其进行了系统仿真,并在实际的温控系统中完成了试验验证,试验结果表明利用PID算法实现的温控系统具有良好的控制效果。     

双铂膜热敏电阻器在精密测温中的应用

本文讨论了铂膜热敏电阻器的非线性误差及测试电桥的非线性误差对测量温度的影响,提出了自补偿双铂膜热敏电阻器测温线路,并在A/D转换器中进行非线性补偿。在温度变送器中测试效果良好,实现了精密温度测量。     

气体传感器中半导体激光器的温度控制

不同气体分子由于其特征结构不同,对应于不同的吸收光谱,通过气体对特定波长光的吸收,形成了光谱吸收式气体传感器。在光谱吸收式气体浓度检测系统中,保证半导体激光器输出光波长的稳定性是最为重要的,而激光器的温度是影响输出波长的主要因素之一。目前,通常采用激光器内部的热敏电阻器作为激光器温度的测量依据,但受到激光器结构的限制热敏电阻器不能精确快速地指示激光器的温度,影响了检测系统的正常工作。为了解决这个问题,通过对垂直腔面发射半导体激光器应用的分析,在原有热敏电阻器的基础之上,加入对激光器输出波长的监测,形成了热敏电阻器与输出波长的双重检测的温度控制方案,改变传统的仅有热敏电阻器单参数的温度控制方案,形成双参数的数字PID控制决策,实验结果表明:光源温度偏差可以控制在0.01℃以内,进一步提高了光学气体传感器的工作稳定度。     

面向皮卫星应用的MEMS陀螺温度控制系统设计

设计了一种面向皮卫星应用的MEMS陀螺温度控制系统,其控制原理为基于ADN8831的TEC温度控制。分析了影响温控系统控制精度的各因素,并且通过Steinhart-Hart方程对热敏电阻的R-T特性进行拟合校准后表明,本温控系统的精度达到±0.03℃。将设计的温控系统应用于面向皮卫星的MEMS陀螺温度控制,通过Allan方差分析MEMS陀螺的误差项。通过不同温度下实验得出,当该温控系统存在时,零偏不稳定性和速率随机游走得到了不同程度的改善,验证了温控系统的有效性,满足了皮卫星体积小、功耗低的要求。     

MZB81型铂薄膜热敏电阻器的性能测试

<正> 一、概述 本文根据误差理论对MZB81型铂薄膜热敏电阻器R-t特性测试的有关问题(实验方案、实验模型、参数误差分析及计算机测试分析系统等)做了必要的阐述。给出了用Solartron7151 DMM-HP85 Computer测     

基于线性化技术的渗透压摩尔浓度测量系统

在冰点下降原理基础上,研究了渗透压摩尔浓度测量系统测量过程和参数设置问题。应用100μA恒流源供电方式法和二阶范数最小二乘法曲线拟合算法相结合,提出了NTC热敏电阻器线性化新方法,建立了NTC热敏电阻器的Matlab修正模型,实现了NTC热敏电阻器线性化处理。在此基础上,采用高分辨率A/D进行模拟信号转换,完成了渗透压摩尔浓度测量系统的设计。经实验验证,测量精度为±1 mmol/kg(≤500 mmol/kg)或RSD≤±0.2%(>500 mmol/kg)。     

一种高性能MEMS气体流量传感器设计

使用MEMS技术研制出一种高灵敏度热温差式流量传感器。器件采用热隔离性能良好的衬底挖空结构,且热敏电阻器与热源距离可调,保证了系统的灵敏度和响应速度。同时热敏电阻器、加热电阻器与电桥电阻器集成在传感器片内,提高了系统的稳定性。实验表明:合适的电阻器间距可以获得较高的灵敏度,而在0~20 mL/min的量程范围内系统线性度较好,因此,在生化检测、医疗等领域具有良好的推广前景。     

混合式陀螺仪的闭环检测技术研究

研究了一种新型的混合式陀螺仪,它既具有实现传统动力调谐陀螺仪较高精度的潜力,又具有硅微陀螺仪体积小、价格低等优点.混合式陀螺仪以电容极板实现差分电容检测和力矩反馈的技术替代传统动力调谐陀螺仪的信号器及力矩器.以再平衡回路技术为基础,建立了混合式陀螺仪闭环检测系统.与开环检测相比,闭环检测系统具有输出信号线性度较好、检测带宽较宽的优点.进行了系统开环和闭环情况下的频率特性仿真.对混合式陀螺仪进行了初步实验,结果验证了方案的可行性.     

改进的小波阈值滤波算法在陀螺仪漂移伺服法测试中的应用

为了提高陀螺仪的测试精度,研究了陀螺仪伺服法测试技术,深入分析了伺服法测试的误差源以及误差源对测试结果的影响,并完成了高精度液浮陀螺仪的伺服法实验.针对实验数据中的噪声信号,提出了改进的小波阈值滤波方法.仿真和实验结果表明:该方法与FFT(Fast Fourier transform)滤波方法相比,估计精度显著提高;与小波通用阈值滤波方法相比,该方法计算量小,而且解决了通用阈值的过扼杀现象.     

汽车用温度传感器的研究

对汽车发动机冷却液温度传感器进行了系统地研究,分析了它的结构及工作原理,探索了作为温敏元件的NTC热敏电阻片的制备工艺规律;对NTCR温度传感器的装配及对器件性能的影响进行了分析研究;并提出降低温敏元件自热温升,以提高器件稳定性和测温精度的有效措施。     

基于Pt100铂热电阻的测温电路设计

针对传统的铂热电阻测温方式存在测量结果受线路阻抗影响有误差、电路接线复杂的问题,设计了一种基于Pt100铂热电阻的测温电路;详细介绍了该电路的硬件设计及参数计算。该电路采用差分方式消除线路阻抗引起的测量偏差,并通过改变电路内参考电压的方式调节测温范围。仿真结果验证了该电路设计的合理性与可靠性。     

液体温度双模态控制系统设计

阐述了一种以自调整模糊控制算法为核心的液体温度双模态控制系统。该系统采用了两种控制模式,能够对液体温度进行高精度的实时控制,通过软件的参数设定,可以按既定的控制曲线实现匀速降温、升温和恒温等多种温度控制要求。根据不同的控温阶段,采取不同的控温模式:在控温精度要求低的阶段,采用开关控制模式,以节省控制时间;在控温精度要求高的阶段,采用自调整模糊控制模式,以得到很高的控制精度。应用本系统构建高精度的测试环境,取得了很好的效果,且具有一定的通用性。     

智能化铁路罐车液位测量系统的设计

设计了一种智能化铁路罐车液位测量系统。系统采用电容式差压传感器来获得罐车内液体的高度,采用热敏电阻器作为温度探测元件对系统进行温度补偿。传感器的输出通过C/U转换电路及A/D转换后输入单片机进行数据处理显示罐车内液位的高度。实验表明:测量系统的分辨力达到1 mm;测量误差不大于±5mm。该系统对于液位的测量具有较高的精度,可以实现铁路罐车液位测量的自动化。     

基于Kalman滤波和神经网络的MEMS陀螺温度漂移补偿

MEMS陀螺温度漂移严重影响系统的测量精度。传统的BP神经网络建模补偿容易使权值和阈值陷入局部极小值,导致网络训练失败。陀螺输出信号中的高频噪声也会影响模型精度。针对上述问题,该文提出一种Kalman滤波结合粒子群算法(PSO)优化BP神经网络的MEMS陀螺温度漂移补偿方法。首先对陀螺进行了温度漂移测试实验,然后采用Kalman滤波对实验数据进行降噪,最后建立陀螺温度漂移模型,从而实现温度漂移的补偿。实验结果表明,采用该方法补偿后MEMS陀螺在不同温度下的输出方差降低了65.09%,与传统的BP神经网络相比补偿精度明显提高。     

基于恒流源的陀螺仪测温丝电阻测量电路的设计

陀螺仪是一种广泛应用的惯性器件,针对陀螺仪测试效率低的现状,设计和实现了一种基于恒流源的陀螺仪测温丝电阻测量电路;采用恒流源测量电阻,能有效消除引线电阻带来的测量误差,显著地提高了测量精度;详细描述了系统的功能和总体结构,给出了系统硬件设计方法、软件结构图及实验数据分析;该系统还包括单片机控制的数据采集电路、液晶显示单元、报警输出单元;该测试系统已经成功运用于陀螺仪的温后电阻测量中,实践表明,系统运行稳定可靠,具有较高的测试精度。     

陀螺仪温度的模糊控制系统

为了提高陀螺仪温度控制系统的动态性能和控制精度,对传统的PID算法存在的不足进行了分析,提出了基于C8051F120单片机的陀螺仪温度模糊控制系统的设计方法,包括系统的硬件设计、软件设计和模糊控制器设计的方法;并通过计算机仿真和现场调试,结果表明模糊控制器比PID控制器具有更高的稳态精度和更快的动态响应速度.在系统设计中,所采取的软、硬件设计措施及模糊控制器的设计方法具有一定通用性,也可以应用到其它设备的温度控制系统中.     

大温差应用环境下的MEMS陀螺零偏补偿研究

MEMS陀螺的工艺特点决定了其零偏随温度呈现非线性变化的特点。针对工业现场实际应用环境温度变化范围大、分段补偿模型断点处不连贯和补偿温度范围小等问题,提出了一种新型的无需分段、全温度区间线性回归补偿模型;并且针对MEMS陀螺启动不稳定性因素对零偏造成的影响,改进的补偿模型可有效抑制陀螺上电时刻的零偏。经过实验验证:该模型补偿后的数据较陀螺原始数据零偏提高了将近3个数量级,从2.9027°/s提高到0.0091°/s,并且该算法相对简单易于编程实现,具有很好的工程实用价值。