抑制加速度干扰式倾角传感器研制

以重力摆为基准的摆式倾斜角传感器静态性能好、成本低,但受加速度的干扰,不能用于动态测量倾角;以自由陀螺保持自身对称轴在惯性参考系中的方位不变作基准的位置陀螺仪原理上适用于动态测量倾斜角,但是成本高,使用环境受限制。通过结构设计、信号处理,检测力矩电机工作电流增量控制电磁阻尼器的阻尼力矩,抵消刚体转子产生进动力矩,使摆系统不受外力干扰,集摆式倾角传感器和位置陀螺仪的优点,设计了可抑制加速度干扰倾角传感器。     

一种抗冲击加速度传感器的设计

随着应用领域的不断拓展,对加速度传感器的要求也越来越高.在某些应用场合,要求加速度传感器能够承受800g的冲击,普通加速度传感器在此冲击之下将发生断裂失效.介绍了一种金属恳丝摆式加速度传感器的工作原理,对加速度传感器悬丝支承进行了设计,根据悬丝支承的受力分析,通过增加限位结构,在未改变加速度传感器外形尺寸的情况下,将加速度传感器的抗冲击能力提高到1000g以上.     

基于单片机的倾角测量系统设计

本文详细介绍了一种利用加速度传感器、AD转换器、单片机实现高精度倾角测量的方法。给出了利用加速度传感器测量倾角的原理,提出了整体设计方案。实验证明,该系统工作稳定可靠。     

基于空间运动测量的人体上肢动作输入设备

利用加速度传感器和倾角传感器可设计一种基于空间运动测量的人体上肢动作输入设备.设备中,安置在手指前端、手背和手腕处的加速度传感器用来测量相应部位的空间三维运动轨迹,安置在手腕内侧的倾角传感器来检测手的翻掌动作.传感器测量数据由RFID传送给接收计算机,经过一系列的数据计算后系统便可识别人体上肢的每一个动作.该输入设备,有着拟人化真实性和便捷性,可广泛应用于工业控制与虚拟现实中人机交互环节.     

基于MEMS加速度传感器的飞行器倾角测量系统设计

根据MEMS加速度传感器的工作原理和特点,研究了一种基于MEMS三轴加速度传感器和C8051F352单片机的飞行器倾角测量系统的实现方法;介绍了倾角的测量原理及整体框架,重点阐述了系统的硬件电路设计和软件设计;该系统体积小、功耗低且可靠性高,可用于各类飞行器的倾角指示和测量。     

两轮自平衡车运动姿态的测量和控制

两轮自平衡车姿态测量与控制是两轮自平衡车设计的关键环节.针对两轮自平衡车倾角的测量问题,采用了卡尔曼多传感融合算法.该算法融合了加速度传感器和陀螺仪传感器数据,实现了两轮自平衡车倾角实时在线估算.根据测量得到的倾角和角速度,采用了比例微分(PD)控制算法,实现了两轮自平衡车姿态的稳定控制.     

一种大过载超小型张力倾角复合传感器的设计

为了实现多参数综合测量,设计出一种张力倾角复合传感器。利用电阻应变计组成的全桥电路实现张力的测量,利用加速度原理测量倾角,采用模块化设计理念,张力测量模块与倾角测量模块独立工作互不影响,实现小型化高精度测量。经过试验测量:该传感器张力准确度优于0.1%FS,倾角准确度优于0.05%FS,零点漂移小于0.05%FS/h,热零点漂移小于0.002%FS/℃,达到单个传感器的技术水平。     

影响热导传感器气体检测性能的原因分析

热导气体传感器具有检测范围大，可检测多种气体，检测装置简单、成本低廉等许多优点，但也存在检测精度差、灵敏度低等缺陷，限制了该传感器的广泛应用。文中介绍了热导传感器气体检测的基本原理和传统的检测方法，根据传热学理论建立了热导传感器的热平衡方程，在此基础上对传统气体检测方法进行了分析和研究，得出了传感器温度随被测气体浓度的变化而变化的特性是影响气体检测性能的根本原因的结论，并指出采用恒温检测方法是一个有效的解决办法。     

基于PIC16F685的低功耗倾角测量仪的设计

针对目前倾角测量仪测量精度差、功耗较大等缺点,设计了一种新型的倾角测量装置。该低功耗倾角测量仪以PIC16F685单片机为主控芯片,利用ADXL345数字式传感器三轴加速度测速计测量倾角,采用LCD液晶显示所测数据。通过优质算法使倾角测量仪的测量精度大大提高,使精度误差在±0.5°之内,并且功耗较低,在实际应用中效果较好。     

加速度传感器在汽车防盗系统中的应用研究

在分析窃贼盗窃汽车常用手法的基础上,优选了汽车防盗监测所需的传感器件。探讨了在汽车防盗系统中,将美国AD公司生产的加速度传感器ADXL202同时作为振动传感器和倾角传感器的两种不同的敏感器件设计方案,并对采用该传感器的信息处理方法进行了探讨。     

Analysis and fabrication of a novel MEMS pendulum angular accelerometer with electrostatic actuator feedback

A new type of sensor to directly detect angular acceleration is essential for inertial and control technology. The above interest motivates us to propose a novel micro electromechanical system (MEMS) pendulum angular accelerometer with electrostatic actuator feedback. It adopts a proof pendulum with optimized moment of inertia, suspended to dual anchors by a pair of torsion spring beams, as sensing component. A pair of electrodes are designed as differential capacitors to detect the torsional angular of pendulum, then measure input angular acceleration in sensing axis. Another pair of electrodes are designed as electrostatic actuators for feedback control loop. The structure and operating principle of the MEMS angular accelerometer are introduced. Then, the structure kinetics analysis and signal detecting scheme based on differential capacitors are provided in detail, and the sensitivity and resolution of sensor are derived. Compared with the other MEMS angular accelerometers, the proof pendulum with optimized moment of inertia improves sensitivity and resolution of sensor. The electrostatic actuators feedback loop optimizes the dynamic capability and nonlinearity characteristic. The sensor is fabricated by MEMS fabrication technology. The ANSYS simulation and test results prove the validity of the theoretical analyses. The MEMS angular accelerometer can be used in industrial robots and aircraft by further implementing the signal processing electrocircuit.     

多维加速度场中六维力传感器惯性耦合特性研究

六维力传感器的特殊结构决定了各维间耦合存在的必然性,在多维加速度场六维力测试环境中,传感器惯性质量分布又加重了耦合的程度。本文针对多维加速度场中六维力传感器惯性耦合效应,建立传感器力学解析模型和弹性体的应力—应变关系,采用有限元方法(FEM)仿真,分析了多维加速度场中惯性力学特点与耦合效应本质特征,为加速度场中六维力传感器主动设计和惯性耦合补偿提供理论参考依据。     

基于MMA7260的自由摆平板控制系统设计

自由摆控制系统在基础物理研究、仿人智能控制及医疗手术器械等领域有着重要的应用,同时它也是控制领域中的一个经典实验对象,可为自动控制理论的教学、实验和科研提供良好的实验平台。以S12XS128微控制器作为系统的控制核心,采用了模块化的设计思想进行系统的软硬件设计,对于关键的采集传感部分,选用MMA7260倾角传感器测量水平方向倾角,该传感器灵敏度高且可调、重复性好且输出信号便于与单片机接口。微控制器根据倾角传感器采集的数据精确控制步进电机的运动,完成平板旋转运动和不同配重条件下的控制平板平衡功能。测试结果表明,该方法能够很好地完成检测功能,实现了平板平衡的高精度控制。     

用三维MEMS力学量传感器对涌浪微观形态测量的研究

涌浪的形态对舰船驾驶航行、渔业生产、海洋作业和堤坝设施等具有很大的影响.对海浪的形态研究在军事、水上交通、海洋工业、渔业和民生方面都具有特殊的意义.MEMS力学量传感器是一种环境适应能力极强的微机电器件,用三维MEMS力学量传感器可以测量动态质点的速度、加速度、摆角和倾角等参数.通过三维MEMS力学量传感器的三维参数测量和分解可以得到涌浪质点的实时运动速度和运动轨迹数据,从而为涌浪的微观形态研究提供了依据.MEMS力学量传感器具有体积小、重量轻和输出灵敏度高等特点,特别适合于对海浪实时形态的研究.     

摆式电容倾角传感器动态特性分析

在分析摆式电容倾角传感器原理及传感器力学模型的基础上,导出传感器动态特性方程和传递函数.理论分析表明,通过适当选取摆的敏感材料及阻尼介质可明显改善其动态性能,采用软件补偿算法同样可提高传感器的动态性能,减少动态误差,从而提高传感器的测量效果.Matlab仿真及实验结果证实了优化方案的可行性,从而满足实际测量对传感器的动态性能要求.     

磨粒径向分布对电感式磨粒传感器测试结果的影响

根据电感平衡原理,设计了用于磨粒在线测量的电感式磨粒传感器.分析了传感器的测试原理和磨粒通过传感器线圈时径向分布对测试结果的影响.通过计算线圈内测试面的磁场分布,提出了提高线圈测试面磁场均匀性的设计准则.建立了磨粒位置偏离线圈中心时,磨粒磁化场的磁通求解模型.模型计算结果表明,磨粒径向位置的改变,使得线圈各横截面上磁化场的磁通发生了变化.当线圈达到一定长度后,磁化场的磁链变化很小.因此在保证传感器线圈测试面磁场均匀性和线圈长度的前提下,磨粒径向分布对测试结果的影响可忽略.研究结论为分析电感式磨粒传感器测试结果一致性和优化传感器的结构设计提供了理论依据.     

智能双轴倾斜传感器的研究

简要介绍了国内外倾斜传感器的发展情况及其测试原理 ,并提出了一种新型的双轴倾斜传感器的设计方案 ,利用压阻式加速度传感器感受重力加速度在传感器三自由度上的大小 ,从而测量物体的倾斜角大小。推导了该传感器的计算公式 ,并详细地介绍了该传感器的系统硬件组成及软件补偿方法     

数字开关式倾角传感器设计

倾角传感器的种类繁多,性能各异,但在诸如很多条件恶劣的现场监测等工程应用中,现有很多角度传感器的性能、造价、使用方便性等因素很难同时达到使用者的期望。基于一种数字开关式直线位移传感器,设计了倾角传感器。该直线位移传感器结构简单,使用方便,造价低,性能可靠,并制作了传感器模型进行了可行性实验,实验效果很好。     

基于边缘效应的圆环式电容传感器电场仿真分析

介绍了圆环式电容传感器的工作原理,即电容边缘效应,通过Hybrid-Trefftz算法建立了有限元模型,利用有限元软件ANSYS对不同传感器模型进行了电场分析与仿真计算,得出了最优结构组合,并以最优结构组合为例,给出了介电常数与电场强度的关系。仿真结果表明:圆环式电容传感器设计中,影响传感器测量性能的最直接和最重要的2个参数是两极板间距和极板长度;被测介质的介电常数越小,电场强度就越大。该仿真对后续产品的设计具有很好的理论指导作用。