热膜式空气质量流量传感器动态特性研究

空气流量传感器可以精确测量发动机进气量,发动机在进气管内的流动是流速变化较大的非稳态流动,需要流量传感器具有较快的动态响应特性。通过建立取样流道中的热固耦合模型,利用流体力学的方法,模拟计算动态响应特性,获得了流量传感器探头的温度场,利用阶跃脉冲模拟计算了传感器的动态响应特性,利用气道试验台进行动态响应特性的测试。热膜的热平衡需要一个自我调整的过程,所以,实测的动态响应速度低于计算模拟值。     

用多项式预测滤波消噪的传感器动态特性辨识

在利用传感器进行动态测量时,为了得到精确的测量结果,需要建立传感器动态特性的数学模型,传感器动态特性可以通过系统辨识得到.但是,测量噪声的存在,使得辨识得到的传感器动态特性与实际动态特性存在一定误差,影响到测量系统的精度.为了解决该问题,本文讨论了多项式预测滤波和中值滤波相结合的方法对传感器输出信号进行滤波消噪.然后,利用消噪后的信号,通过系统辨识方法建立传感器动态特性的数学模型.研究表明,采用本文研究的方法可以克服测量噪声对传感器动态特性辨识的影响,并将该方法用于薄膜热电偶的动态特性辨识.     

可用于多种压电传感器动态特性补偿方法的研究

提出了一种扩展压电传感器频率响应范围的动态特性补偿方法,其基本原理是用CCD器件构造出一个FIR滤波器的硬件补偿网络.只要对CCD器件的时钟频率加以变化,就可以补偿多种压电传感器的动态特性,扩展压电传感器的工作频带.仿真的结果表明应用这种动态补偿的方法可以显著地提高传感器的动态特性,有效改善传感器的动态品质.     

磁浮列车间隙传感器动态特性研究

磁浮列车的控制和运行对间隙传感器动态特性有较高要求.首先,在研究磁浮间隙传感器动态性能与动态特性测试方法的基础上,根据磁浮列车用间隙传感器的原理,对传感器主要环节进行动态建模.接着,通过分析模型函数通解的结构形式,提取了影响传感器动态特性的影响因素,并对传感器动态特性进行了有效补偿.最后,设计了一种模拟开关方法,对传感器动态性能进行试验测试.分析与试验结果表明,传感器动态特性主要受检波电路影响,模拟开关方法可以有效地检测传感器动态特性.     

饱和土有效应力传感器

通过对饱和土中孔隙水压力传感器的分析,建立了传感器滤水系统动态特性的数学模型,分析了传感器动态响应及动态特性,介绍了由此设计的有效应力传感器及其实际应用情况。     

引压方式动态压力传感器研制

介绍了一种通过引压方式探测动态压力信号的传感器。由于受到被测介质温度高和被测环境空间尺寸小限制,传感器需要通过引压管传递动态工作压力。为了保证引压管在传递动态压力过程中不影响传感器的频响特性,设计了一种阻抗匹配结构,减小了引压结构对传感器动态响应特性的影响,保证了动压传感器的频响特性,该传感器的检测单元包括一个引压管、一个敏感元件、一个电路组件、一个阻抗匹配管。测试结果表明：动压传感器具有（31.5～8000 Hz）频响范围。     

冲击波压力传感器组件动态特性补偿研究

为抑制爆炸场寄生效应,冲击波压力传感器须采取相应抑制措施,这使得传感器组件工作频带变窄,导致测量失真。因此须对传感器组件进行动态补偿,以实现工程无失真测量。首先,对典型冲击波压力传感器组件进行动态校准,并通过微分法得到其动态特性非参数模型;然后,进行了动态特性参数模型辨识,通过设计动态补偿数字滤波器,对典型传感器组件进行了0~40 kHz的动态补偿,并验证其科学性和有效性;最后,对典型爆炸冲击波压力信号进行了动态补偿。该研究对提高冲击波压力测量精度、准确评估毁伤威力具有重要意义。     

泥沙掩埋对压阻式压力传感器的影响及其对策研究*

为了研究泥沙掩埋对压阻式压力传感器的影响,对传感器在不同泥沙、不同掩埋深度下的动态特性进行了测量,发现泥沙掩埋前后及不同泥沙和不同掩埋深度时,传感器输出动态特性有较大差异,对此解释了其产生的原因,并利用机电等效模型建立了泥沙掩埋时的压力传递模型,在此模型基础上,提出了减小泥沙掩埋下传感器输出特性变差的方法,最后利用试验验证了此方法可较好地减少泥沙掩埋对传感器的影响。     

传感器二阶动态特性的标定

用数字补偿滤波器可补偿传感器的动态特性，而补偿滤波器的设计是基于传感器动态特性的标定。本文针对具有二阶特性的厚膜压力传感器，在仿真及实验的基础上．研究了其二阶动态特性的标定方法，包括物理激励信号的产生．单纯形优化法(Simplex Optimization Method)中所用的目标函数(cost function)．为产生高性能的数据字补偿滤波器提供了有效的方法。     

一种改善压力传感器曲线拟合特性的方法

压力传感器的输出特性受温度影响很大,把任意温度下传感器的特性都标定出来是不可能的,可以用数据拟合的方法在已测定温度特性曲线的基础上得到所需温度的压力传感器输出特性。本文提出一种采用分段拟合的方法对压力传感器数据进行拟合,通过在实际中的应用证明,这种方法可以显著提高拟合数据的精确性和简便性。     

基于SVR的传感器Hammerstein模型辨识

提出一种基于支持向量回归机的非线性动态传感器Hammerstein模型辨识方法并给出了相关的数学理论及学习算法.在该模型中,用非线性静态子环节和线性动态子环节串联来描述传感器的非线性动态特性.再利用函数展开将模型的非线性传递函数转换为等价的线性中间模型,并通过SVR求取中间模型参数.最后,推导出中间模型参数与传感器Hammerstein模型参数之间的关系,并由该关系实现非线性静态环节和线性动态环节的同时辨识.用实际力传感器动态标定实验数据进行测试,结果表明与常规非线性传感器辨识方法不同,所提方法只需进行一次动态标定实验就能给出非线性动态模型的数学解析表达式.且建立的力传感器Hammerstein模型阶次为4,而线性动态系统模型则需要6阶才能达到相同的精度.因此该研究为传感器非线性动态系统辨识又提供了一种可选方法.     

压电薄膜压力分布计算机测试系统研究

提出了一种新型的压电薄膜（PVDF）压力分布计算机测试系统,它包括多点压电薄膜传感器、多点电荷放大装置、计算机采集处理系统;该系统可以实现全场、实时测量,其动态范围可达0.1～500 Hz;采用微机输出具有独特的图象动画显示,使测量结果更为直观;文中叙述了系统的工作原理以及实验测试,测试结果证实了系统的动态压力分布测量能力;本系统的研制为动态接触问题的研究及振动测试开发了新的研究工具.     

离子束溅射薄膜压力传感器的动态特性

用数学建模的方法将相同结构参数的离子束溅射薄膜压力传感器和粘贴式应变计压力传感器动态特性做比较 ,二者在瞬态特性上基本相同。但在宽脉冲方波气压激励下 ,所用溅射薄膜压力传感器出现响应失真现象。对问题的产生原因和机理进行分析 ,认为问题的产生原因可能在于方波压力上升沿导致的被测气体温度变化。     

PVDF压力传感器的动态灵敏度校准

利用霍普金森压杆装置(SHPB),对PVDF压力传感器进行了动态校准,给出了校准拟合直线方程和线性度。校准结果表明,霍普金森压杆装置是目前PVDF压力传感器较为理想的动态灵敏度校准设备;在较宽的压力范围内(0～240MPa),PVDF压力传感器输出灵敏度随压力增加缓慢降低,线性度约±3.0%FS。     

小型化电容式压力传感器及变换器

介绍了一种新型结构的电容式压力敏感元件及其信号变换器,给出了敏感元件与变换器联合测试结果,并对变换器的工作原理作了较详尽的分析.非线性误差大是电容式压力传感器的主要误差,通过在变换电路上采用一种方法可以很好地解决这一问题.此方法具有非线性纠正能力强、调试方便的特点.该电路特点是精度高、分辨率高、动态响应快、低功耗.整机表现出很高的时间稳定性.     

基于神经网络的速度传感器幅频特性改进

为了降低磁电式振动速度传感器的下限测量频率,以实现超低频振动速度测量,提出改进其幅频特性的函数连接型人工神经网络(FLANN)方法。该方法以磁电式振动速度传感器动态试验数据为基础,通过FLANN训练来确定传感器动态补偿网络,以改善它的幅频特性。介绍了原理和FLANN权值调整的算法,给出用FLANN建立的磁电式振动速度传感器动态补偿网络的数学模型。结果表明:这种幅频特性的改进方法具有精度高、鲁棒性好,并能在线修正等优点,在工程测试领域有重要的实用价值。     

矿用设备开停传感器试验工装的设计

针对传统的采用交流三相电源加上大功率电热炉或灯泡来获得矿用设备开停传感器动作所需电流的测试方式存在的接线复杂、难以实现电流的连续控制、测试效率低等问题,提出了一种矿用设备开停传感器试验工装的设计方案,给出了相关设计要求,详细介绍了试验工装的组成及主要电路设计。对某矿用设备开停传感器的实际检测检验结果表明,该试验工装能够产生连续可调的电流,检验过程简单,效率较高,并可通过使用计量合格的钳形表进行校准,实现了数据准确性和可溯源性的目标。     

基于压差式矢量水听器的多目标分辨

矢量水听器是一种既能测量声场中的声压信息,又能测量声场中的振速信息的换能器.矢量特性使得单个矢量水听器就可以实现信号的方位估计,但是传统的矢量水听器处理方法只是利用了信息量增加这一优点,因而提出了一种利用单个压差式矢量水听器进行非相关目标方位估计方法,该方法有效利用声场中声压和质点间振速之间的互相关性,仿真和测试结果表明该方法能有效地进行双目标分辨.     

温度对聚偏氟乙烯压力传感器灵敏度的影响

聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的热电效应对PVDF压力传感器的输出灵敏度影响较大。通过对研制的PVDF压力传感器灵敏度受温度影响的试验研究得出:传感器的灵敏度随温度增加而增大,两者关系是一条曲线;在-20～60℃范围内其热灵敏度漂移系数是个常数,其值为0.007619℃;利用室温时传感器校准得出的输出灵敏度,用公式可以计算出-20～60℃范围内任何温度时的灵敏度,从而实现了传感器灵敏度受热电效应影响的修正。     

相关法虚拟动态流量计的研制及试验研究

在动态流量的测试方法上做了新的尝试,提出了一种新的动态流量测量方法.以动态层流流量为研究对象,利用管道中压力脉动包含了流量信息这一原理,通过采集相距为L的两点压力信号对其进行互相关处理,得到渡越时间,从而求得管道内的平均流量.这一过程按一定的时间步长不断地进行,当时间步长趋近于零时,平均流量就逼近于瞬时流量.用无载伺服油缸进行对比实验,证明了这种方法的准确性和有效性,并对相关法的测量结果进行了标定.