传感器微机标定系统研究

阐述了传感器静态特性微机标定系统的结构、测试方法、特性测试的试验数据处理及被标定系统的性能指标判断。标定结果表明 ,用微机标定系统测试传感器的静态特性 ,比用其他手段测试更精确、快捷、方便。     

基于虚拟仪器的多维力传感器静态标定系统研究

对多维力传感器静态标定原理进行了研究,设计了由数据采集系统和静态性能分析系统组成的多维力传感器静态标定系统.在标定装置上分别对多维力传感器施加载荷,实时显示加载力信息,对输出数据采集并存储.数据采集系统同步实时采集传感器各维输出,避免了传统数据采集的测量误差.数字滤波和传感器性能分析模块实现了实时在线监测多维力传感器多项静态指标和对标定矩阵的高精度标定.通过实验测试,该标定系统达到了预期的性能指标,对多维力传感器性能标准的统一具有现实意义.     

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。     

位移传感器特性区域直线拟合算法分析

在标定位移传感器静态特性时,原始测量数据通常为非线性分布,应选取其中能表征传感器线性特性的区域作为传感器的工作量程.为提高位移传感器特性区域的准确性和可靠性,本文提出一种识别特性区域的计算方法,利用迭代搜索法和最小二乘法拟合直线,求取特性区域的起始点和终止点.这样不仅可以获得位移传感器的最大工作量程,而且为提高传感器静态标定精度提供了保障.计算实例表明了该算法的实用性.     

平面型薄膜热流传感器及其静态特性标定研究

针对用于径向传热测量的热流传感器及其标定方法研究较少的问题,基于一维圆筒壁传热模型,设计并制备了一种具有自标定特征的平面型热电堆式薄膜热流传感器,提出了一种基于激光加热和温度外推原理的传感器静态特性标定方法,建立了有限元仿真模型,开展了传感器温度分布规律分析,设计了静态特性标定装置,完成了相应的标定实验。仿真结果显示,传感器沿径向温度分布符合圆筒壁稳态导热模型。实验结果表明?在40℃ ~ 100℃范围内,所制备的热流传感器塞贝克系数为5.6μＶ/ ℃ ~7.0μＶ/ ℃,数值和变化趋势与标准金铂热电偶接近,所标定的塞贝克系数可直接用于小范围内热流测量,同时在冷端温度已知条件下,该标定结果同样适用于大热流测量,研究结果将对于平面型薄膜热流传感器的制备和标定具有指导意义。     

水下灵巧手指端力传感器及静态标定方法

指端力传感器是水下灵巧手实现复杂作业的关键,开展了基于圆筒结构的指端力传感器研究。由于指端力传感器的结构特点,采用通常六维力静态标定方法较困难,且精度无法保证。因此,提出基于径向基函数(RBF)神经网络的静态标定方法,对标定装置、标定过程设计进行了研究。以研制的指端力传感器为对象进行了静态标定试验。结果表明:使用基于RBF神经网络的静态标定方法有效地保证了传感器测试精度,可满足目前水下灵巧手研究要求。结果证明了该方法的可行性和有效性。     

自标定薄膜温度传感器的研制与标定

由于尺寸小,使用常规热电偶静态标定方法标定薄膜热电偶时,在标定过程与使用过程中,传感器和补偿导线上的温度梯度分布不一致,使薄膜热电偶的热电势也不同,影响其测温准确性。为解决这一问题,设计了集薄膜金—铂热电偶和薄膜铂电阻器于一体的自标定薄膜温度传感器及其标定系统,使用电子印刷法制备传感器,采用激光加热技术模拟其使用时的温度分布,通过有限元仿真分析其温度分布规律,基于温度外推实现薄膜热电偶静态特性自标定。结果显示,传感器中的薄膜热电偶在室温到300℃内的塞贝克系数为5. 3～7. 6μV/℃。     

基于二元多项式拟合法的压力传感器输入信号重构

为了同时解决压力传感器输出特性的非线性和温度漂移问题,提出利用二元多项式根据传感器输出信号及其内部温度来重构被测压力.给出了被测压力重构模型的具体形式,以传感器静态特性标定试验数据为依据,利用最小二乘法求解模型系数矩阵,利用单点最大拟合误差、误差平方和模型阶次三项指标进行模型择优.基于重构模型给出了测量电路检测精度估算方法.本方法在传感器静态特性标定数据范围内得到了便于工程计算的一致表达式,同时解决了传感器的非线性和温度漂移两个主要问题,计算所用数据量大大小于插值法.某型硅谐振压力传感器的应用验证了本方法的合理性和有效性.     

一体化三轴线加速度计静态标定方法的研究

三维线加速度计标定及性能测试较为困难,且国内外尚无测试标准.针对此,结合所研制的基于厚膜技术E型一体化三维线性加速度传感器与相关研究工作,在分析传感器结构、性能及特性输出矩阵的基础上,就重力场中实现静态标定等进行理论推导,并详细推导出标定的数学模型,给出测试结果.     

机器人六维力传感器静态标定研究

针对Stewart并联结构的机器人六维力传感器，设计了其静态标定装置，对静态标定系统的结构组成及标定步骤进行研究。以机器人手指用六维力传感器为例进行了试验，对试验结果的分析表明了该标定系统设计及标定方法的正确性及实用性。     

金属电容式传感器的静压影响误差

由于市场对差压变送器测量准确度的要求不断提高,导致差压变送器的静压影响误差越来越突出.从金属电容式的结构特点分析出发,并结合一定的试验,得出结论是金属电容式差压传感器由于其本身的结构特点决定,其静压影响误差不可消除或明显减小,只有通过静压补偿或采用硅差压传感器原理,才可实现较小的静压影响误差.     

一种新型薄膜压磁电感式压力传感器的研究

为提高压力传感器温度稳定性,对一种利用Fe基非晶态合金压磁效应的薄膜压力传感器进行了可行性研究.论述了这种传感器的结构、工作原理、输出特性以及主要参数的选择.通过负压标定试验,分析了传感器的静态特性以及温度对输出的影响.试验结果表明,设计的传感器最大静态误差为1.17%,最大灵敏度为0.737 4 mV/ kPa,温度零点漂移为0 936%F.S/℃.另外,传感器结构简单,工作可靠,在低压力检测时,温度稳定性高.     

一种基于铁基非晶态合金压磁效应的膜盒式压力传感器

开发了一种基于Fe基非晶态合金薄带压磁效应的膜盒式压力传感器.首先,论述了这种传感器的结构、工作原理、输出特性以及主要参数的选择.然后通过试验,分析了传感器的静态特性以及磁场强度对输出的影响.试验结果表明,本文设计的传感器最大线性误差为1.29%F.S,最大不重复误差为1.56%F.S,最大灵敏度为0.3675mV/k...     

射孔器腔内压力测试系统的高频响应展宽研究

在射孔过程中射孔器腔内会产生二次压力脉冲,一次压力脉冲是一种对于腔内压力测试系统的抗冲击设计、频响设计以及传感器的选择的重要参数,二次脉冲是石油企业工程分析的重要参数。为了在高温、高压、高冲击环境中测得一次脉冲,为射孔器腔内压力测试系统的设计提供重要依据,延长射孔器枪内压力测试系统的使用寿命和降低高昂的成本实现信号的完整采集,保证动态测试精度,本文从实际应用需求出发,给出了系统频响展宽的总体设计方案和测试信号的技术指标。     

基于Wiener结构的软测量模型及辨识算法

Wiener模型结构能有效地表征系统的动态和静态特性, 因此这里首先基于这一结构建立软测量模型, 利用动态与静态子模型分别建立辅助变量与主导变量间的动态与静态关系, 并说明该软测量模型的可行性, 给出模型具体表达式. 其次, 针对所提模型, 提出分步辨识方式获得最优模型参数, 说明其可行性. 再次, 为了减少计算和实现模型在线更新, 这里提出参数辨识递推算法, 并给出软测量模型参数的收敛性结论. 通过实例仿真, 可以看出本文提出模型的可行性, 以及分步辨识方式与递推算法的有效性.     

飞行试验总静压参数现场校准技术研究

某型试验机由于一体化改装状态限制,总静压传感器拆卸困难,难以实现实验室校准,通过对总静压参数测试、校准原理以及现场环境下的误差影响关键因素开展研究提出一种新的现场原位校准方法以解决该问题。为验证该方法在飞行试验数据测试工作中的准确及实用性,在该型试验机地面试验现场采用提出的在线校准方案进行校准,结果表明,校准数据线性度高,经过校准后的传感器基本误差优于0.1%。经过飞行试验工程验证,该校准方案可满足飞行试验测试数据精度要求,为机载参数校准工作的流程和精度优化提供一种新思路。     

Modeling for soft sensor systems and parameters updating online

Soft sensor technology is an important means to estimate important process variables in real-time. Modeling for soft sensor system is the core of this technology. Most nonlinear dynamic modeling methods integrate the processes of building the dynamic and static relationships between secondary and primary variables, which limits the estimation accuracy for primary variables. To avoid the problem, a kind of soft sensor model consisting of a dynamic model in cascade with a static one is proposed. The model identification and update online are conducted in substep way. In order to improve the model update efficiency, two improved Gauss–Newton recursive algorithms, which avoid nonsingular covariance matrix, are proposed for time-invariant and time-variant soft sensor systems. The uniform convergence for dynamic model parameter and the existence of estimation deviations for static model parameters are proved for time-invariant soft sensor system. The parameters of time-variant soft sensor system would be boundedly convergent. Case study confirms that, on the basis of the proposed model and recursive algorithms, the dynamic and static characteristics of soft sensor system can be described efficiently, and the primary variables are ensured to be estimated accurately.     

基于MATLAB的微气压传感器测试系统的气压控制仿真

针对微热板式微气压传感器的静态和动态性能测试,对传感器的真空测试环境进行了实时控制仿真.运用模糊控制算法与模糊PID控制算法,对实验进行了建模及MATLAB仿真,并比较了两种算法的控制效果.结果显示,调整系统控制量的模糊PID控制稳态误差小,控制效果明显优于模糊控制算法.本仿真结果为实现传感器所需真空测试环境1kPa～100kPa的实时气压控制提供了依据.     

二氧化锡传感器对挥发性有机物的动态测试方法研究

温度调制的动态测试是解决金属氧化物传感器选择性差的一种常用方法,但至今尚未有明确的方法控制动态响应信号的波形以达到预期期望.本文首先从静态测试的角度出发,描述了静态性能指标与动态响应信号的对应关系,提出了适合于动态测试的半导体传感器的选择方法.然后以矩形波为例,通过对其周期、占空比、工作温度范围的调整,在不降低动态响应...