新型抗气隙干扰磁弹性扭矩传感器的研究

针对磁头型磁弹性扭矩传感器输出受气隙干扰的问题 ,设计了一种恒定磁通控制和乘积电流补偿相结合的方案 ,并设计相应的励磁和信号放大电路 ,对制作的传感器标定结果表明 ,所设计的方案较好地补偿了气隙干扰 ,灵敏度和线性良好 ,其市场前景广阔。     

变气隙式电容传感器非线性补偿新方法

变气隙式电容传感器具有灵敏度高、特别适用于微小位移的非接触测量,对被测系统影响小。但其存在非线性,须进行非性补偿。本文介绍了两种较为新颖的非线性硬件补偿方法,电路具有补偿效果好、数字输出、易于实现及成本低等优点。并给出了原理电路。     

磁悬浮系统气隙磁场检测方法研究

磁悬浮系统利用电磁铁实现悬浮体的悬浮控制,电磁铁与悬浮体之间的电磁力大小与两者之间的磁场气隙密切相关,磁场气隙的高精度检测关系到悬浮控制性能的好坏.提出了一种基于隧道型磁阻(TMR)传感器阵列的气隙磁场检测方案,采用体积小、灵敏度高、测量精度高的TMR传感器作为磁传感元件,同时在气隙磁场中进行传感器的多点布控,利用传感器阵列来检测气隙磁场的分布.基于该方案研制了磁场检测实验系统进行测试验证,重点介绍了实验系统中标准磁场的建立和磁屏蔽结构设计.实验结果表明:基于TMR传感器阵列的气隙磁场检测方案经测试取得了较好的结果,补偿后的测量不确定度可以达到±0.5 ％FS.     

电容式微位移传感器设计及其应用研究

介绍了基于误差补偿的机器人系统原理,采用等电位环和驱动屏蔽电缆技术,设计了电容式微位移传感器及其信号调理电路。该电路包括改进型的电容运算放大器检测电路、精密全波整流电路和滤波电路等。试验结果表明:该电容式传感器的分辨力优于0.1μm,全量程非线性度小于0.2%;利用该电容式传感器测试偏摆误差,并进行偏摆误差补偿,机器人的性能得到提高。     

高速磁浮列车间隙传感器温度漂移的补偿

为了解决检测线圈电阻受温度影响而导致漂移补偿问题,设计分析了高速磁浮列车间隙传感器电路模型,设计补偿线圈,利用差分方式补偿了温度漂移,同时还分析得出了测量间隙对传感器温度灵敏度影响很小的结论,在传感器空载条件下的建立温度漂移修正表,利用该修正表来补偿传感器的温度漂移,通过这些措施,大大提高了间隙位移传感器输出信号的温度稳定性.     

液位测量仪的研制

介绍了压力变送器、温度变送器和测量仪表。温度测量元件和温度变送器电路性能稳定 ,压力传感器和变送器电路重复性能好。利用单片机的汇编语言编制一组误差补偿程序 ,有效地补偿了压力传感器的温度、非线性误差 ,提高了测量仪的测量精度 ,测量准确度≤ 0 .1%± 1字。     

基于振弦式传感器的桥梁检测系统设计

振弦式传感器是桥梁检测工程中应用最为广泛的设备之一.针对振弦式传感器自身结构的特点,提出了一种以MSP430F449为核心的桥梁检测系统设计.系统硬件电路主要包括激振电路、信号调理电路和温度补偿电路三部分.利用MSP430单片机内部16位定时器的捕获/比较功能来完成激励信号的输出和频率信号的测量,并采用温度补偿来减少传...     

一种能抑制力偏心误差的光纤测力传感器

介绍了一种光纤测力传感器。利用两根多模光纤束传输光信号，采用一种特殊的结构形式，能够消除力偏心对传感器输出的影响。另外，还介绍了温度补偿电路、光源驱动电路和光信号接收电路。     

指数运算在电涡流传感器非线性补偿中的应用

为扩大电涡流传感器的测量范围,设计了基于恒定频率载波调幅法测量电路,应用指数运算电路作为非线性补偿环节。利用Matlab仿真软件辅助设计了直径60mm电涡流传感器探头,结合测量电路进行实验。实验结果表明：该电涡流传感器能够检测的位移可达90mm,验证了该系统工作的稳定性,证明设计达到了预期效果。     

气敏传感器线性化电路的设计

报导了一种利用乘方电路实现气敏传感器非线性特性的线性化补偿的原理，电路及其实验结果，该电路具有测量范围宽，线性精度较高等特点。     

压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计

介绍了一种压力传感器的温度补偿方法,这种方法解决了压力传感器温度漂移的问题.本文详细阐述了一种实用的整体补偿电路.这种电路是一种由单片机控制,使用软件补偿的传感器测量电路.在软件上设计了一种对压力传感器非线性及温度变化所引起的误差进行补偿的软件算法[1].在一定的温度和压力范围内实现0.2%的测量精度,完全可以满足实际的需要.     

立式扭矩传感器磁场与输出电压分析

扭矩传感器是汽车电动助力转向(EPS)系统中的核心部件,基于电磁感应原理提出了一种新型扭矩传感器.介绍了传感器的结构和工作原理,运用电磁场理论推导了立式扭矩传感器的磁场计算公式和输出电压数学模型.采用Ansoft Maxwell对传感器的电磁感应系统进行了建模仿真,仿真结果表明:气隙磁场强度沿圆周方向呈类似方波分布,输出电压信号类似于正弦曲线,磁场分布和输出电压的仿真结果与理论计算吻合.     

石英挠性加速度计中补偿环的优化设计

温度对石英挠性加速度计力矩器磁路的稳定性有着极大的影响,进而使标度因数发生变化。为了提高石英挠性加速度计的稳定性和测量精度,首先利用ANSYS有限元仿真分析磁路中气隙处的磁场分布,确定了力矩线圈最优工作位置,减少因摆片上下摆动引起的测量误差;然后对比了在-20℃~60℃时有无补偿环对工作气隙磁通密度的影响,验证了补偿环的温度补偿作用;最后结合实验数据,对温度在20℃~60℃范围内变化时补偿环的尺寸进行了优化。结果表明,在线圈最优工作位置以及补偿环适当尺寸下,工作气隙磁场的温度稳定性得到了很大提高。     

Rotor pole design of IPM motors for a sinusoidal air-gap flux density distribution

This study presents optimization methods for the design of rotor poles in interior permanent magnet machines, which aim to effectively obtain a sinusoidal distribution of the air-gap flux density. A sinusoidal field in the air-gap offers several advantages, such as reduction of torque ripple when using sinusoidal phase currents, and reduction in cogging torque and higher harmonic components of back electromotive force. In this study, the optimization process is achieved based on a phase field method using an Allen-Cahn equation. For the optimization problem we address, regions with meaningful design sensitivity values may exist outside the interfacial layer, which makes design variable updating impossible. To resolve this problem, the design sensitivities are diffused in the radial direction, using a diffusion equation. The time evolution of the design variables is based on the implicit finite element method, and the augmented Lagrangian method is used to deal with the volume constraint.     

硅-蓝宝石压力传感器温度补偿研究

针对硅-蓝宝石压力传感器在测量过程中容易受温度影响的问题,提出了一种基于串并联恒定电阻法和分段插值法的温度补偿方法;从硬件补偿电路和软件补偿算法两个方面论述了补偿方法的原理及实现方法,并通过实验验证了该方法的可行性.实验结果表明,最终制成的硅-蓝宝石压力传感器最大相对误差为0.357％,综合误差小于0.129％.     

基于碰撞检测的护理型操作臂的安全性设计与实现

针对与人近距离交互的护理型操作臂的安全性问题,提出并实现了一种基于碰撞检测的安全性设计方法,它根据由动力学模型计算获得的参考输出力矩与力矩传感器测得的实际输出力矩间的偏差实现碰撞检测.在关节力矩传感器设计中,采用有限元分析方法来优化应变片的位置布置,并开发了高抗干扰能力的信号处理电路.根据护理型操作臂的低速特点,提出了...     

压阻式压力传感器输出特性的补偿

在某型无人机高度传感器性能检测设备中,为解决压力的测量问题,设计了一种用于压阻式压力传感器(PRT)的信号调理电路,实现了对PRT传感器的零点输出、热零点漂移、满量程输出、热灵敏度漂移和满量程输出非线性等的高准确度校准和补偿。电路摒弃了以往传统的误差补偿形式,采用了一款新型信号调理芯片MAX1457,提出了软件补偿的方法,建立了误差校准补偿参数表,经过校准补偿传感器输出误差控制在了0.110%～0.158%。     

具有力矩传感器的柔性关节的振动抑制

针对具有谐波减速器的柔性关节机器人容易产生振动的问题,设计了一种轮辐式力矩传感器,该力矩传感器安装于谐波减速器输出端和机器人臂杆之间,用于反馈机械臂反作用于关节的扭转力矩,从而能够直接获得关节的振动状态信息.基于该力矩传感器信息和计算的关节名义输出力矩,提出了一种新的振动抑制方法,在传统力矩负反馈PD控制器基础上通过增...     

压阻式高温压力传感器温度补偿与信号调理设计与测试

设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补偿具有显著的效果;此外,采用了高温信号调理电路来提高传感器的输出灵敏度,通过温度补偿来降低输出灵敏度;与传统的经验算法相比,所提出的无源电阻温度补偿技术具有更小的温度漂移,在220℃条件下传感器输出灵敏度为4.93 mV/100 kPa,传感器灵敏度为总体测量精度为±2%FS;此外,由于柔性传感器的输出电压可调,因此不需要使用一般的电压转换器随动压力变送器,这大大降低了测试系统的成本,有望在恶劣环境下的压力测量中得到高度应用。