汽车行驶跑偏测试系统中标定架的设计

为保证汽车行驶跑偏测试系统的测试精度,运用理论与实验相结合的方法设计标定架以校正CCD图像传感器的安装误差和统一多个传感器的物理坐标;通过研究标定算法与控制点关系,分析控制点分布对标定误差的影响,确定控制点的维数与分布;以尺寸链计算来合理分配标定架各构件公差,保证控制点位置精度,并研讨了再次标定控制点位置精度与首次标定一致性问题。试验证明,设计完成的标定架充分满足系统精度要求和使用要求。     

基于光纤光栅的煤矿瓦斯压力传感器的研制

针对煤层瓦斯压力不能多点同步测量问题,提出一种基于弹性膜片的光纤光栅(fiber bragg grating,FBG)瓦斯压力传感器设计方案。采用膜片与腔体一体、光纤首尾开放的结构模式,并对封装后的传感器进行试验研究,针对FBG瓦斯压力传感器存在的温度-应力交叉敏感问题,进行了交叉敏感分析以及算法补偿,并对该传感器分别进行压力试验标定和温度影响试验标定。试验结果表明,该传感器压力范围0~10 MPa,温度灵敏度系数27.01 pm/℃,温度补偿后的压力灵敏度系数251.88 pm/MPa,与理论值接近。该传感器的结构模式可以有效避免安装误差和迟滞误差所带来的影响,同时便于组链开展多点分布式测量。     

硅压阻式传感器的优化分析

硅压阻式微传感器的压力灵敏度除与硅膜片的厚度、大小、压敏电阻阻值大小有关外,还与电阻在硅膜片的分布方位及在硅膜片上的位置有关．本文讨论了压敏电阻构成的电桥电路其输出电压灵敏度与电阻所处位置和方向的关系,求出传感器的压力灵敏度极值及其条件,并讨论了电阻的纵向压阻系数和横向压阻系数与方向的关系,并求出其极值．     

全动舵面载荷测量的压电天平设计与误差分析

针对大载荷、狭窄安装空间的全动舵面气动载荷测量风洞试验,设计一种四支点三向力压电传感器并联式天平.选择压电石英作为天平的力敏元件,讨论四支点三向力传感器在其中的空间布局及其测量原理,研究并联式天平的标定方法,并对天平进行静态标定、复合加载试验.应用基于标定矩阵的求解矩阵广义逆的静态解耦算法进行解耦,从传感器等效作用点偏移的角度,利用ANSYS有限元软件分析并联式压电天平误差产生机理.实验结果表明:该天平的最大非线性误差和重复性误差分别为1.352%、1.019%,最大向间干扰系数为2.865%,复合加载对竖直力的测量精度影响较小,而对弯矩影响较为明显;天平静态标定指标均满足测试精度要求,但不同加载方向及其大小对传感器间距的影响各异,复合加载时,间距影响相互叠加,使天平测量精度降低,此天平并不适用于多向载荷测量.     

单索面斜拉桥活载作用下主梁剪力滞研究

目的 研究单索面斜拉桥主梁成桥阶段均布车载及偏载对控制截面最大正弯矩加载情况下,截面的受力特性和剪力滞效应.方法 以沈阳某单索面斜拉桥为研究背景,采用有限元理论,通过建立空间有限元模型进行分析.结果 在车辆荷载作用下,主梁各板产生横向弯曲正应力及剪应力,引起截面应力发生变化,对控制截面最大正弯矩加载时,各控制截面剪力滞系数为1.28～1.49.结论 偏载作用下使得箱梁截面应力分布很不均匀,但其应力量值小于均匀车载作用下的应力水平,偏载工况并不控制箱梁截面设计.对于大跨径混凝土斜拉桥,恒载所占比例偏高,仍是主要影响因素.     

基于聚苯胺/聚乙烯醇水凝胶的柔性传感器信号解耦算法研究

结合双网络聚苯胺/聚乙烯醇复合水凝胶(PANI/PVA)各向异性的特性,设计了一种“三明治”夹层式结构的柔性传感器,主要用于管道内复杂受力情况的复合测量。并利用有限元软件验证了传感器对三维空间受力的可测性,搭建了标定试验台。因柔性传感器存在个性化参数差异及受力维间耦合等特性,在标定平台上采集了500组数据,涵盖了多方向、多尺度的重复试验,并设计了一种麻雀搜索算法优化的BP神经网络算法,对测试结果进行解耦,成功将传感器4个电压信号解耦为传感器矢量受力情况。结果表明,相对于单一的BP神经网络,所提算法结果稳定且收敛速度更快,不易陷入局部极值,能更好地完成三维力检测。     

SDMSA双磁致伸缩线性位移传感器标定实验研究

为获得SDMSA型号的双磁环磁致伸缩线性位移传感器位置量与输出电压的特性关系,在自制的传感器标定的实验台上,对位移传感器测杆产生的激励磁场和双磁环产生的偏置磁场与双磁环间的间距的关系进行了研究,建立了双磁环磁致伸缩位移传感器的输出电压模型.在相同偏执磁场的作用下,探究双磁环间距与输出电压的关系,通过实验进行关系推导.得...     

新型优质的智能型压力变送器

介绍了一种由单片机8031开发的智能型压力变送器的电路结构,软件设计及实验分析。由于采用了多传感器的信息融合技术,在单片机的控制管理下实现了智能型压力变送器的非线性校正,通过模拟实验测出的标定数据的计算可知,校正后的多传感器的交叉灵敏度大大减少,从而提高了测量精度,性能的稳定性和运行的可靠性。     

基于双目视觉的激光位移传感器标定方法

为了提高激光位移传感器在工业机器人末端坐标系下的标定精度,提出基于双目视觉的激光位移传感器标定方法. 该方法通过双目视觉技术重建激光光束投影在平面上的光斑位置,利用手眼标定参数将光斑位置转换至机器人末端坐标系,同时利用最小二乘方法将光斑拟合成光束直线,获得机器人末端坐标系下的传感器光束方向及零点位置以完成标定. 该方法可同时标定机器人末端上的多个激光位移传感器,无须采用有精度要求的辅助工件标定,具备精度高,鲁棒性强优势. 基于标准球的精度评价实验结果显示,在3倍标准差范围内该方法标定后的激光位移传感器测量精度范围为0.038 6±0.025 8 mm,满足机器人加工要求.     

基于虚拟仪器技术的轮荷测量仪电测系统开发

依据电阻应变测量原理,应用机电一体化技术,开发测量汽车轮荷的测量仪电测系统.该系统由数采硬件电路和上位机车辆轮荷测量系统软件组成.应变传感器测得的电压信号,先后经过调理电路、A/D转换电路和光电隔离电路,传输给MCU.通过串口通信协议,MCU与上位机轮荷测量系统间进行指令和数据的传输,数据经过存储和运算处理后,通过上位机系统面板把轮荷值传达给用户,并将结果储存到PC机中.采用砝码加载,在可倾斜卡具上对测量仪进行了实验标定.根据实验数据算得测量仪的非线性误差为±0.72%,重复性误差为±1.37%,迟滞性误差为±1.47%,灵敏度误差为±1.67%,最终得到综合误差为±2.71%,满足轮荷测量仪预期设计的测量精度和功能要求.     

热膜风速仪X形探针的标定及其敏感性的试验研究

本文用ＩＦＡ３００热膜风速仪和ＡＣ－１气体探针校准器,试验研究了Ｘ形热膜探针的方向,敏感性,对Ｘ形热膜探针进行了速度标定和定速度偏航标定,比较了其偏航系数使用前后其特性的变化,了偏航系数与速度间的关系式。     

线控制动系统踏板感觉模拟器设计与改进

设计开发一种线控制动（EHB）系统样机,选取不同过流孔径的踏板模拟器常闭电磁阀进行踏板行程-踏板力对比试验.结果表明：当将单个电磁阀直接接入踏板感觉模拟器回路时,随着制动力加载速度的提高,会产生实际制动踏板行程-踏板力关系曲线偏离目标曲线的问题,并且电磁阀孔径越小,偏离越大,借助于数学推导得出电磁阀过流孔径与踏板速度响应之间的理论关系.设计一种液压先导阀加入到踏板模拟器回路中,以提高系统通流能力和踏板速度响应,液压先导阀由原回路中的电磁阀控制.对改进的踏板模拟器回路进行仿真及试验,结果均表明：改进过的回路可较好地实现踏板行程-踏板力曲线精度,曲线受踏板力加载速度变化影响小,同时可使模拟器常闭电磁阀工作功耗更低,提高了系统的可靠性.     

新型六维腕力传感器

设计了一种新型六维腕力传感器采用有限单元法对六维腕力传感器的十字梁弹性体进行结构静力学分析,论述了该机械结构的合理性,确定了应变片黏贴的最佳位置,通过合理的应变片电桥的组桥将各维力/力矩信号转化为电压输出设计放大电路对六维电压信号进行放大,最后通过试验标定装置对此六维腕力传感器进行标定.     

大型汽轮发电机组碰摩引起的振动突变机理

研究大型汽轮发电机组运行过程中碰摩引起的振动突变现象及其机理.研究结果表明:转子与定子之间的碰摩使得转子系统的刚度由线性刚度演变成非线性刚度,导致转子系统的振动行为发生变化;动静碰摩,在转子上施加了一个热不平衡量,这个热不平衡分量与原始不平衡量合成后,产生一个旋转的综合不平衡;当综合不平衡量达到最大值时,在非线性转子系统上施加一个很大的作用力,从而使转子的振动发生突变.控制转子的原始不平衡量和碰摩引起的热不平衡量是控制转子振动突变的根本措施.     

气敏元件测量电路的优化设计

近年来，气敏元件测量电路广泛采用的“负载电阻取样电压法”存在一些实际问题：影响气敏元件在某种气体中的真实电阻，不能绘制气敏元件电阻随所加电压变化的连续曲线，不能反映气敏元件敏感过程的全貌，为解决这些问题，在现有测量电路基础上研究了气敏元件测量电路的一种优化设计方法，主要包括线性升压加热源、元件电阻测量电路、声光提示及自动回零电路设计等，并给出了应用实例，应用这组测量电路可直接描绘出气敏元件电阻随所加电压变化的连续曲线、灵敏度、精确值及选择性，可对敏感过程进行全面观测，实验结果表明，效果十分理想，对于气敏元件特性的研究及气敏元件制作具有重要意义。     

一种水下灵巧手指端力测量方法的研究

为了实现水下灵巧手对物体安全的抓取和准确确定其在手指上的位置,需开发一种能同时测量出力的大小和位置的传感器,而且该传感器适应水下作业环境.文中采用水压力补偿技术,建立了基于圆筒式测力结构的水下灵巧手末端指节的结构模型.对该结构的测力原理进行理论分析,验证该结构的合理性并推导出测量原理方程.对末端指节进行标定实验,计算出标定矩阵.采用ATMEGA微控制器建立测量系统,在陆上和浅水环境中对该指节的力感知能力进行测试,结果显示在水下和陆上的测量结果一致,且测试精度满足目前水下灵巧手研究的要求.     

四象限模拟太阳敏感器的高精度补偿标定方法

为了提高微纳卫星的定姿精度,针对四象限模拟太阳敏感器提出高精度误差补偿方法,设计完整的自动标定流程. 分析四象限硅光电池片光生电流的测量过程,将太阳光入射后的投影关系进行建模,提取主要误差源. 综合考虑各环节,对各路电流测量误差进行单独矫正,对机械加工与安装误差和忽略遮光罩厚度导致误差进行补偿,形成了完备的补偿方法. 实验结果表明,机械加工与安装误差为主要误差源,忽略遮光罩厚度导致误差的影响略大于电流测量误差的影响. 应用该方法在±40°视场范围内补偿前平均精度为3.072°（1σ）,补偿后平均精度为0.177°（1σ）,现有其他方法标定后精度为0.5°（1σ）,提出方法的精度提升了约3倍. 针对标定测试工序,设计全流程自动化标定测试方法,效率明显提高,适合大批量应用.     

基于间接测量方法的便携式连续测氡仪的研制

针对传统便携式测氡仪的测量灵敏度较低、体积和功耗较大的现状,在研究被动式间接测量方法的基础上,整合了金硅面垒半导体探测器、电荷灵敏前置放大器和主放大器,设计成功了新型高分辨率窄脉冲峰值展宽电路。基于混合信号系统的数据处理及控制部分体积小、功耗低,实现了现场处理、现场打印和数据上传等功能。采用非恒定浓度标定方法的标定结果表明,本仪器的系数标准偏差明显优于美国连续测氡仪MODEL1027。     

超短基线声学定位系统安装误差精确校准

超短基线由于其小尺寸和使用方便而被广泛应用于海洋开发中.超短基线在安装时无法保证其声学换能器基阵的方位系统与载体的方位系统完全重合,从而引入了系统的安装误差.对高精度定位而言,该误差是不容忽略的.利用锚于水底的声学应答器地理位置不随洋流及测量载体的变化而变化的特点,借助外接的高精度GPS和姿态传感器的信息用最小二乘的方法对其安装误差进行校准.理论分析和试验结果证明,该方法有效地解决了安装误差问题,海试结果表明经过安装误差校准后系统的定位精度可达到斜距的5‰,满足系统要求.