基于纳米晶软磁合金的磁弹性扭矩传感器的研究

对一种基于纳米晶软磁合金的非接触动态磁弹性扭矩传感器进行了研究。介绍了这种传感器的半套环差动式结构和工作原理,推导出传感器的输出方程。通过动态转矩测量试验,分析了传感器探头与轴表面的气隙和转速对测试精度和灵敏度的影响,得出了U-δ曲线和最佳气隙范围、三种转速时传感器的动态输出曲线。试验数据显示,采用半套环差动式结构的传感器,并利用纳米晶软磁合金辅助测量时,最大非线性误差和不重复误差分别降低58%和33%,测量灵敏度提高1.36倍。     

一种改进的电动舵机加载工作效率测试方法

针对现有电动舵机加载效率测试系统工作效率测量精度差的问题,提出了一种加载工作效率测试的改进方法;在由转矩转速传感器、磁粉制动器、电压/电流探头和四通道示波器构成的舵机加载效率测试系统中,增加转速测量仪进行输出转速的测量,放弃使用转矩转速传感器的输出信号解算舵机输出转速,克服了由于示波器存储深度不足和传感器增速电机转速测量偏差导致的舵机输出转速测量不准确;测试结果表明,该改进方法能够准确测量舵机低速旋转时的转速,将转速的测量精度提高到0.01r/min,极大地改善了电动舵机加载效率测试系统的测量精度和测量重复性.     

铁基非晶合金整体磁芯轴向拉压型测力传感器的研究与设计

将铁基非晶态合金薄带缠绕成圆柱型应力敏感磁芯,基于压磁效应,使同一传感器实现既能测量拉力,又能测量压力.介绍了传感器的结构和原理,推导出传感器的输出特性方程.通过拉伸和压缩试验,分析了传感器的最佳激磁磁场强度、静态特性以及温度特性.试验数据显示,传感器测量拉伸和压缩载荷时,最大非线性误差分别为0.41％F.S和1.12％F.S,重复性误差分别为0.86％F.S和0.85％F.S,平均灵敏度为0.71 mV/kN和1.16 mV/kN.     

新型高线性度分段激磁式扭矩传感器的研究

扭矩的准确测量对实现机械设备的自动控制有着重要的作用,为此,设计了一种新型分段激磁的高线性度扭矩传感器。传感器的激磁绕组为分段式,传感器转轴受到扭矩作用时,输出绕组经过电磁耦合输出与负载扭矩呈正比关系的感应电势,并找到了传感器输出特性呈较高度线性时,激磁线圈与输出线圈的匝数比的范围约为0.56~0.59。推导了传感器的输出特性,构建了传感器的数学模型。最后采用扭转试验机对传感器进行了标定,实验结果表明传感器的灵敏度约为1.05 m V/(N·m),重复性误差约为±0.38%,非线性误差约为±0.26%,迟滞误差约为±0.37%。     

新器件简讯

TMP12 TMP12是一种测量流量及温度的传感器。该传感器内有100Ω的电阻加热器,它提供了器件的仿真;测量温度范围为-40～ 150℃,-40～ 100℃测温范围的精度为±3℃;灵敏度为5mV/℃;可外设电阻设定控制温度的上下限值;上下限温度控制为集电极开路输出,输出电流20mA;热滞后可设定;单电源( 5V)工作,静态电流(加热器不工作)400μA。该传感器主要应用于空气流量检测、过热检测及     

基于光学鼠标传感器的转速测量方法研究

提出了一种基于光学鼠标传感器的转速测量方法.分析了转速测量原理,解决了光学鼠标传感器ADNS-3080的软件初始化和镜头对焦等关键问题,设计了基于光学鼠标传感器的转速测量试验系统.试验结果表明:这种方法能准确判别转向,对于本试验系统,在1 000 r/min范围内具有良好的线性度和快速响应性.该方法适用于低速转动部件的转速测量与转向判别.     

温度补偿的FBG式飞机驾驶杆力传感器

在理论分析飞机驾驶杆弹性元件受力后应变分布特征的基础上,设计了基于光纤布拉格光栅（FBG）的宽温度范围杆力传感器。在30℃～80℃温度范围内,通过对飞机驾驶杆弹性元件施加横向和纵向载荷,实验研究了基于FBG的宽温度范围飞机驾驶杆力传感器的响应特性。实验结果表明,该传感器的纵向和横向灵敏度分别为4.74pm/N和5.16pm/N,纵向和横向灵敏度的温度补偿误差分别为0.76%和0.54%。     

用A/D转换器实现铂电阻温度计的非线性校正

针对铂电阻传感器的非线性校正,一般需要另加一个特别校正电路的问题;提出了在测量温度的应用中利用A/D转换器作非线性转换,实现铂电阻传感器的非线性校正;同时将输入信号的一部分送到A/D转换电路的基准电压端,并恰当地选择A/D转换电路的设计参数的方法,使铂电阻传感器在用于-15～200℃范围的温度测量时的非线性误差不超过0.01℃.这样既简化了电路设计,又有效提高了铂电阻测量温度的精度.     

压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿研究

针对微测系统中压电陶瓷传感器的灵敏度温漂会使其在变化的温度环境中工作时性能不稳定,进而影响检测精度问题,提出了一种基于改进Elman神经网络的压电陶瓷传感器灵敏度温漂误差补偿控制方法。分析了压电陶瓷传感器产生灵敏度温漂现象的原因。以压电陶瓷切削力测量传感器为对象,在不同温度下对传感器的灵敏度进行了标定试验研究。研究结果表明,压电陶瓷传感器在同一温度下工作时具有良好的线性度,在温度变化的环境中工作会伴有灵敏度温漂现象。为了有效补偿灵敏度温漂附加误差,提高检测精度,建立了基于改进Elman神经网络的灵敏度温漂补偿模型,并对模型涉及的学习算法、激励函数、输入输出层节点以及承接层和隐含层节点数等相关内容进行了研究。对比试验验证结果表明,所建立的灵敏度温漂补偿模型对压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿控制效果明显,未经灵敏度温漂补偿,直接按照常温下灵敏度标定结果预测的压电陶瓷传感器加载力和实际加载力之间误差较大,最大误差达到29.16 N,利用本文建立的基于改进Elman神经网路灵敏度温漂补偿模型补偿后,补偿模型的预测力和压电陶瓷传感器的实际加载力最大误差仅0.72 N,有效保证了检测精度。     

航空高速宽范围调速电机的转速测量方法研究

论文针对宽调速范围的航空高速无刷直流电动机的转速测量方法进行研究。该电机位置测量采用了无刷旋转变压器以获得高可靠性,它与集成电路AD2S90组合,构成了12位的数字式位置传感器。论文研究了基于该位置传感器的两种电机转速测量方法一脉冲计数法与脉冲周期法,分析了这两种方法的测量精度,以及测量精度与转速的关系,提出将两种测量方法组合,以保证在整个调速范围内获得了较高的精度,并且讨论了转速测量数据的滤波方法。论文提出的转速测量方法保证电机转速在100～10000r／min内测量精度达到0．4％。     

高精度硅压阻式气压传感器系统设计

为了消除环境温度对硅压阻式传感器输出的影响,大幅提升硅压阻式传感器的测量精度,将传感器芯片与热源和测温原件封装在一起,通过控制加热的方式使传感器工作在恒定50℃的环境中,对传感器进行线性标定和测试.结果显示:在-45～45℃环境下,600～1 100 hPa量程内气压传感器的测量误差小于0.3 hPa.     

基于DBR光纤激光传感器的超声与温度双参量测量研究

介绍了一种基于DBR光纤激光传感器同时测量超声与温度的双参量测量方法。通过对光纤DBR激光传感器中,由双折射效应产生的两种非简并偏振模式拍频的调制,同时获得温度与超声的测量信息。文中首先基于DBR光纤激光传感器偏振外差技术测量的基本理论,分析其在温度信号调制和超声信号调制下的测量原理。然后,设计温度与超声测量实验,得到不同温度下DBR光纤激光传感器的频谱输出,以及同一温度下（34.9℃）,两种超声信号（5 MHz和7 MHz）的频率调制输出。最后,实验论证了不同超声信号在不同温度下的双参量测量输出。本文通过理论与实验的对比分析,表明了DBR光纤激光传感器在超声信号测量的同时,还可以实现温度信号的测量,10 MHz以内温度灵敏度均值0.116 MHz/℃。     

介电法小麦含水率检测试验研究

小麦从收割、收购到存储、加工都需要快速、准确获取其含水率,为此设计一种外边缘效应圆柱形电容传感器探头及相应测量电路.采用小麦样品对所设计的装置进行标定与温度特性测试.试验结果表明:该传感器具有较高的灵敏度和准确性,含水率在8%~20%之间,误差在0.5%以内;在14℃~32℃温度范围内,漂移量为0.19%/℃.     

蓝宝石高温光纤压力传感器的设计与仿真

针对高温环境下压力测量需求,提出采用蓝宝石材料来构造适用于特殊环境下的光纤高温法珀压力传感器。基于圆形膜片压力敏感原理设计了传感器敏感单元结构尺寸,通过Comsol有限元软件建立了敏感单元模型,对敏感膜片的表面位移及应力分布情况进行了仿真,验证了传感器设计的可靠性;同时分析了传感器的温敏效应,结果表明随温度升高,传感器的灵敏度会增大,会对压力测量产生误差,约为1.51kPa/℃,上述结果为蓝宝石高温压力传感器的结构和性能优化设计提供了有效指导。     

一种4～20mA电流输出的电容角度传感器

介绍了一种新型的非接触式电容角度传感器,通过电容式信号转换集成电路CAV424和电压／电流转换接口电路AM402,电容角度传感器的角度变换量可以转换为4～20mA标准的工业电流输出。该系统结构简单,能有效的降低干扰和减少测量误差。用曲线拟合法对实验数据进行分析,结果表明：在0°～90°的角度范围内,电流输出与角度变化呈良好的线性关系,灵敏度可达0．18mA／（°）。     

基于单片机和CPLD的转矩转速测量系统的研究

介绍了一种基于AT89C51单片机和CPLD构成的转矩转速测量系统。它利用CPLD工作频率高的特点,采用高频脉冲插值法进行精确地计数。结合单片机系统,完成对数据的处理。系统硬件构成简单、工作可靠、测量实时性好、精度高、抗干扰能力强、既可测高速下的转矩,也可测低速下的转矩。     

基于三次样条插值的硅压阻式压力传感器的温度补偿

传感器的零点温度漂移、灵敏度温度漂移和非线性误差是影响传感器性能的主要因素,如何能使该类误差得到有效补偿对于提高其性能有重要意义。提出了基于三次样条曲线插值的温度补偿方法,改进了传统三次样条曲线插值的补偿方法,分别对传感器的零点、灵敏度以及非线性进行补偿,用这种方法对测压范围为1.0140×105 Pa～3.0140×105 Pa,温度范围为-20℃～+60℃的硅压阻式压力传感器的实验标定结果进行了温度补偿。通过比较传统三次样条插值补偿后的传感器输出信号,验证了使用改进后的三次样条曲线插值法的补偿效果更好。这种方法为高精度压力传感器的温度补偿提供了一种有价值的理论依据。     

基于偏磁薄膜矫正的直流光学电流传感器设计

针对高压输电中直流的检测,提出一种基于偏磁薄膜矫正的直流光学电流传感器.偏磁薄膜固定磁场在石榴石材料中的方向提高了传感器测量精度,采用偏振计直接检测偏振角的方法消除了偏振面预偏角度误差对测量系统的影响.对传感器实现直流检测进行理论分析,设计了传感器的光路结构,并使用传感器进行直流检测实验.结果表明：该传感器能兼顾灵敏度和测量范围的需要且测量输出线性度高,线性拟合度为0.999 53,多次测量重复性好,误差小于0.4％.     

一种新型的荧光光纤温度测量系统

介绍一种基于稀土荧光材料 (Y2 O2 S :Eu)的温度—荧光特性的光纤温度传感器。由紫外汞灯发出的波长为 36 5nm的紫外光被调制成脉冲激励光 ,通过光纤传输激发探头处的荧光材料产生荧光 ,其峰值波长分别在 5 40nm和 6 30nm附近。通过测量两个峰值荧光信号的比值得到输出与温度的关系 ,温度测量误差小于 0 .5℃。实验结果表明 ,该测温系统能够有效地消除光源不稳定及测量通道中光强变化对测量结果的影响。