不同频率激励信号下土壤水分传感器性能试验

激励信号频率是影响高频电容式土壤水分传感器性能的重要因素。利用去离子水和2—异丙氧基乙醇(2—isoproxyethanol)或二氧六环(dioxane)2种溶液混合,配制了一系列等效土壤体积含水率为0.9%~51.8%的待测介电溶液来替代土样。从与土壤含水率的函数关系、温度变异性2个方面,分别对激励信号频率为40,50,60,70,80,90,100 MHz的7种土壤水分传感器进行了性能测试与分析。结果表明:7种频率的传感器的输出电压均与土壤体积含水率呈线性负相关,其相关系数R2均大于0.94;激励信号频率不影响传感器输出电压的温度变异性,温差是影响温度变异性的主要因素,其最大变异率均小于4%。试验结果可为设计高频电容式土壤水分传感器时选择激励信号频率提供依据。     

六维腕力传感器非线性正解耦方法设计

多维力传感器利用其多个转换单元完成测量加载于其结构上未知负载的作用效果,解耦是其设计的重要组成部分。针对传统静态线性解耦方法的不足,试图将传统线性解耦方程扩展为多项式结构,受其多元高次方式通解形式的启发,构造了一种多项式非线性静态正解耦方程,该方法无需传统线性解耦方法中的曲线拟合、逆解,不依赖以系统是线性为前提,且方程可以扩展成任意结构的多项式。实验结果表明:该方法能降低输出耦合误差。     

基于最优连通功率控制的WSNs跨层路由优化算法

针对非连通区域节点空洞效应和热点区域节点间通信干扰导致的路由服务质量（QoS）下降问题,提出了一种基于最优连通功率控制的无线传感器网络（WSNs）跨层路由优化算法。算法采用自适应最优连通功率控制策略,在避免路由空洞产生和保证网络连通性条件下,降低热点区域节点数据转发竞争干扰;通过位置信息、剩余能量和干扰等级的跨层信息交互,动态选取最优转发节点,提高网络整体性能。仿真实验表明：算法能够提高路由（QoS）、优化网络生命周期和降低热点区域通信干扰。     

基于红外传感原理的无人机姿态测量系统设计

由于红外温度传感器能有效感知天空间的热辐射,并且相比传统姿态测量的传感器具有体积小、重量轻、成本低等特点,设计一种基于红外传感原理的无人机姿态测量系统;该系统以新型的ARM Cortex—M3内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,通过采集红外传感器的姿态信息,进行姿态解算,进而获得无人机的姿态角;同时分析了太阳干扰对实验的影响。实验测试表明:该姿态测量系统简单实用,性能稳定,精度高,能有效满足一般无人机姿态测量的要求。     

基于STM32平台的CAN总线车载式漏电流数字传感器

介绍一种基于STM32平台的CAN总线车载式漏电流数字传感器的设计。在高精度模拟漏电流传感器的基础上,采用CAN总线进行数据通信,在目前高端的、低功耗、小系统设计处理器Cortex—M3(STM32)上经数字化改进而实现。该漏电流数字传感器经实验验证检测准确、响应快速、数据通信安全可靠,是目前一种先进的车载式漏电流数字传感器。实际使用时,由多个漏电流数字传感器与一台计算机互接,构成一个多点的漏电检测网络,最终实现漏电检测的综合处理。     

基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统设计

在掘进和采煤的过程中,巷道围岩的受力情况复杂多变,因此,巷道离层位移和围岩压力的实时监测是保证巷道正常工作的一个重要因素。设计了一种基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统。该系统实现井下700 m数据采集,井上分析处理,可提供时序趋势变化、结构分布变化和阈值报警等功能。根据朱仙庄煤矿巷道的特点,系统安装4只FBG位移传感器、4只FBG土压力传感器和4只FBG温度传感器,对巷道掘进区域的离层位移、围岩压力和温度变化进行在线监测。监测结果表明:系统对离层位移、围岩压力和巷道温度变化反映灵敏,能够有效保证巷道掘进的正常进行,且为后续巷道施工提供数据支持和理论依据。     

霍尔传感器在气动健身器材中的应用

为了能更好地掌握运动者的运动力度,尽可能地减小运动中由于运动过剧造成的损伤,设计了一种气动健身器材,通过实际的气缸压力与霍尔传感器检测出气缸活塞的位移来计算器材使用者所承受的拉力,并结合记录气缸活塞的运动次数来计算运动者消耗的热量,更直观地显示出运动者的运动情况。经过测试,霍尔传感器反应灵敏,检测结果准确,系统稳定性良好,有较高的实用性。     

四电极电化学MEMS加速度传感器仿真

基于溶液相对于电极的运动会使电极附近因电势差作用而产生的离子浓度梯度发生改变,从而使电极电流发生变化等电化学原理,建立一种置于碘(I2)和碘化钾(KI)混合水溶液环境中的阳极—阴极—阴极—阳极(ACCA)四电极阵列传感单元模型。通过理论分析,该传感单元可以局部电解液为惯性质量,利用电解液中带电离子相对于电极的运动来产生并输出附加电流;进一步的建模仿真证明:在一定的加速度范围内(0a x0.149 m/s2),附加电流的大小同加速度呈正比关系,故可以将此电流放大输出,从而实现对加速度大小的表征。可利用MEMS工艺制作,并封装此传感单元成为加速度传感器。     

凸轮磨恒线速加工过程曲线优化

为了提高凸轮轴的加工效率和加工精度,开发可用于凸轮轴磨削修整系统的动态优化模块。根据凸轮轴恒线速磨削原理,在Matlab中完成了数学模型的建模,采用三次样条曲线拟合插值法对加工过程曲线进行了优化,从而得到了波动更小的速度曲线并减少了恒线速度磨削所引起的联动轴响应问题。实验表明,该方法很好地实现了在二次磨削中对凸轮轴表面轮廓的修整,提高了凸轮轴的表面质量。     

Hadoop平台下的分形图像压缩编码

借助Hadoop平台实现了分形图像压缩编码,并将其应用于云渲染中对渲染后的图像进行压缩并传至用户阶段。采用4台PC机搭建Hadoop平台,并在此基础上进行分形图像压缩编码,实验结果表明,采用4台PC机的Hadoop平台并行压缩时间不到单台PC机压缩时间的30%,证实了该方案的现实有效性。采用分形压缩编码将云渲染后的图像传给用户具有压缩比大、传输时间短、解压缩快等特点,对改善云渲染用户体验具有重要意义。