旋挖钻机用CANBUS双轴倾角传感器的研究

为解决旋挖钻机桅杆倾角大角度监测的司题,本文从实用角度出发,研究了一种用于旋挖钻机桅杆倾角监测的倾角传感器。本文阐述了倾角传感器各单元的组成原理和设计原则,分析了双轴倾角传感器测量倾斜角度肘误差的主要来源,制作出CANBUS双轴倾角传感器并对其进行了标定,温度补偿和测试。实验结果分析表明,该传感器在全温范围内测量误差小于0．2°,抗电磁干扰能力强,满足旋挖钻机倾角测量要求。     

分段双向去除反向重力加速度算法

针对角度法在滤除反向重力加速度过程中数据误差导致的线性加速精度不高的问题,提出一种分段双向去除反向重力加速度算法.首先提出一种基于静止点的数据分段法,将静止点作为端点将运动数据分段,以避免角速度积分过程中误差的段间积累;然后设计一种改进于角度法的双向角度法,以数据段为单位去除反向重力加速度,减小了由段内角速度积分过程带来的积累误差对线性加速度结果精度的影响.使用集成三轴加速度传感器和三轴陀螺仪的六轴传感器,搭配微型电脑树莓派,在不同量程下制作2个数据集;并在2个数据集上进行不同算法的精确度对比实验.结果表明,该算法比角度法获取的线性加速度更精确.     

航姿参考系统中磁航向传感器误差标定与补偿

对于航姿参考系统中磁航向传感器的输出精度来说,误差环境对其精确度的影响起着很大的作用.为了校正磁航向传感器的误差,提出了一种基于改进最小二乘法的椭球拟合法,对三轴磁传感器误差做快速标定补偿.首先,对磁航向传感器的误差产生机理进行有效分析,然后,针对分析结果建立误差椭球模型,推导出误差系数的解算公式,利用改进的椭球拟合方法对磁航向传感器进行标定和补偿.实验结果表明,改进的椭球拟合方法能够正确快速的标定补偿磁航向传感器的零偏误差、非正交误差、灵敏度误差,在解决当前磁传感器标定补偿计算量大、操作时间长、标定设备要求高等问题上达到了预期的效果,具有补偿效果显著,简单易行等特点.     

摆式倾斜角度传感器原理与设计

介绍了摆式倾斜角度传感器的工作原理,重点介绍了设计要点,并对其误差进行了分析。该传感器的分辨率达20″,在±5°的角度量程范围内,具有0.3%的线性度。     

混凝土内应力测量的应变砖传感器设计与应用

针对混凝土内应力传感器匹配误差问题,设计制作埋入式应变砖传感器,将混凝土作为传感器一部分整体进行标定,从而减少实际测量中匹配误差的影响。传感器设计中考虑温度和干扰补偿,并对应变计进行良好防护以确保20MPa压力下传感器绝缘性能良好。进行50kN静态加载试验,得到加载力同传感器输出的函数关系和非线性误差。经过激波管动态加载试验,得出应变砖固有频率大于30kHz,可用于动态加载的混凝土内应力测量。     

改进神经网络的传感器故障诊断与容错处理

为提高神经网络对霍尔传感器发生故障诊断率,设计了一种改进神经网络模型,该模型由反向传播(BP)神经网络并行组成,利用算法对各BP神经网络输出进行加权整合,进而得到误差更小的输出结果,并将改进神经网络模型应用于无刷直流电机霍尔传感器故障诊断系统中,利用无位置传感器系统实现霍尔传感器故障容错处理。仿真结果表明:改进神经网络故障诊断准确率达到96%,高于传统BP神经网络,且容错控制系统能够显著降低霍尔传感器故障对电机转速的影响,使电机能够在霍尔传感器故障时正常稳定运行。     

数字角度传感器在建筑角度测量仪中的应用

针对现有建筑角度测量仪的测量精度低、显示不稳定,无法满足客观要求的现实难题,提出了一种基于角度传感器SCA61 T的新颖数字式建筑角度测量仪设计方案.分析了系统微扰和机械误差产生的主要原因,提出了利用平均中值滤波、标准角度标定和线性拟合进行误差补偿的新方法.仿真分析和实际应用表明,设计的建筑角度测量仪测量精度达到0.05°,显示精度达到0.01°,大大提高了测量角度的精度,大幅度的减小了误差,同时提高了角度测量值的显示稳定性,能够满足现代建筑领域的实际应用需求.     

三维力传感器的设计和静态解耦算法研究

针对三维力传感器在获取大量程空间三维力时存在精度低、维间耦合的问题,从机械解耦角度进行改进,弹性体采用十字梁型结构,竖梁两侧开设通槽,并将电阻应变片粘贴于竖梁和横梁两侧,通过电阻应变片组桥方式连接。利用万能试验机对传感器进行标定加载分析,基于最小二乘理论对经多次测量筛选出的数据进行拟合,得出该传感器输入载荷与输出电压之间解耦矩阵。采用研制出的三维力传感器进行论证实验,通过对传感器标定并结合弹性体本身机械结构解耦。实验结果表明,所研制的大量程三维力传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为2.36%和2.1%,能够较好地抑制各维间的耦合,并达到了该传感器的预期精度要求。     

感应式非接触角度传感器电磁耦合系统设计

感应式非接触角度传感器性能优良,日益得到广泛应用,其在植入式医疗器件状态监测领域的应用前景尤被看好.对作为感应式非接触角度传感器基础的电磁耦合系统进行设计研究.详细分析了感应式非接触角度传感器的基本测量原理,并基于该原理使用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell 3D对其电磁耦合系统进行了仿真设计并制作了样机...     

氮化硅薄膜传感器的平面加工工艺研究

介绍一种以氮化硅薄膜为压力敏感膜、多晶硅为电阻应变计的压力传感器。该压力传感器先后采用2种不同的平面加工工艺进行加工,实际结果表明:改进后的工艺比较好。通过采用对称分布在一个敏感膜上的4只多晶硅电阻应变计串联组成惠斯通电桥的一个桥臂,减少桥臂电阻的制作误差。制作传感器样品并对传感器的电压输出特性进行了测试。测试结果表明:恒流激励的传感器的电压输出特性非常好,传感器具有过载保护功能。     

基于动态P模型的GMM-FBG电流传感器磁滞建模

针对现有GMM-FBG电流传感器的磁滞非线性问题,在经典Preisach模型的基础上提出了一种改进的Preisach磁滞模型,给出了改进后的Preisach模型密度函数和模型分析方程,对频率依赖的模型参数进行辨识,提高了模型对动态磁滞曲线的预测精度;并运用改进后的模型对GMM-FBG电流传感器进行磁滞建模及实验验证。实验结果表明该模型能够较好的预测GMM-FBG工频电流传感器的磁滞非线性,模型的预测误差在3.6%以内,传感系统电流测量灵敏度可达到0.069 nm/A。     

基于光栅技术的比例式数字电容转角传感器的校准

为进一步改善比例式电容转角传感器的品质指标,开发了一套以高精度光栅转角传感器为核心的精密角度校准系统,并通过上位计算机实现了校准工作的自动控制操作.测试结果表明,利用本系统校准,电容转角传感器的基本误差、线性度指标都得到有效改善,前者平均值从2%降低至0.2%,后者由0.58%降至0.22%;标准不确定度达到0.2%.     

基于惯性传感器的电力线路杆塔倾斜监测装置设计

针对电力线路杆塔倾斜角实时测量的需要,设计了一种基于惯性传感器的倾斜角度实时监测装置。装置硬件上由惯性传感器、单片机、通信电路和电源变换控制电路组成。软件上采用中断模式和尽量减少工作模块和通信次数相结合的工作策略以降低系统功耗,将6轴惯性传感器的加速度和角速度原始数据进行去极值平均滤波预处理,再经由互补滤波算法进行倾斜角度的综合计算,经实测倾斜角测量相对精度能达到1.30%。该装置在测量精度、功耗、成本和易用性上均能较好地满足电力线路杆塔倾斜在线监测的需求,具有一定的推广应用价值。     

基于单片机的微型飞行器高度计

介绍了一种新型微型飞行器高度计的设计技术,主要是利用微型数字压力传感器和PIC单片机串行通信,读取传感器中压力、温度值及补偿参数,用软件进行温度补偿和高度计算;经试验室测试,其相对高度误差<±3m。且该高度计具有体积小、重量轻、功耗低、工作可靠等特点。     

Stewart六维力传感器优化设计

对Stewart六维力传感器进行了优化设计分析,在有限元分析的基础上,通过球头球窝结构、十字槽结构以及圆环内嵌十字梁结构等形式,增强了传感器整体的抗耦能力。同时,对优化前后的传感器进行了试验比对,在一维加载时,传感器的最大误差由3.28%减小到0.41%;在三维加载时,最大误差由4.76%减小到2.22%。从以上的数据可以看出:改进后的设计更加合理,提高了传感器的精度。     

配电网中基于分簇定位的WSN节点故障定位研究

针对电网故障检测中使用的无线传感器网络节点定位精度较低,分簇不均问题,提出了一种基于DV￣Hop算法改进均值粒子群算法(PSO),首先DV￣Hop算法改进均值粒子群算法中粒子的速度与位移,使动态无线传感器网络重新定位簇头节点坐标更加接近真实值;然后递归神经网络学习算法迭代值逼近最合适的惯性权重值,优化均值PSO粒子群算法使其达到最优搜索能力。最后由Sink节点对每一次动态分簇后网络节点进行数据采集后对电能耗尽的节点进行无线充电。仿真结果表明,改进后的PSO算法比PSO算法聚类分簇误差更小,节点定位配电网故障的精确度提高12.8％,有效地延长了网络生命周期。     

血液粘度仪旋转锥体角速度误差分析与补偿

剪切池内旋转锥体的角速度是新型锥板式血液粘度仪的主要信息源,其精度取决于光电传感器和齿形盘.分析了光电传感器的点光源特性和齿形盘的周期性摆动及其加工精度导致的角度误差.针对锥体角速度的单调递减特性、角度误差在单转内的随机性及整个测量过程中呈周期性,采用有理三次样条插值算法对角速度误差进行补偿.实验结果表明:该方法可提高...     

基于MSP430的仿生偏振光导航传感器的设计与实现

根据沙漠蚂蚁Cataglyphis的导航机理,采用分段导航算法研制了以MSP430为控制核心的偏振光导航传感器.该传感器利用分段算法通过变化明显的两路电压信号计算导航角,分辨率高,采用混合信号处理器降低传感器功耗,无线通信方式增加了信号传输距离和灵活性,方便应用.分析了传感器导航机理和分段导航算法;设计传感器的硬件电路...     

Multi-sensor data fusion methods for indoor localization under collinear ambiguity

Sensor node localization in mobile ad-hoc sensor networks is a challenging problem. Often, the anchor nodes tend to line up in a linear fashion in a mobile sensor network when nodes are deployed in an ad-hoc manner. This paper discusses novel node localization methods under the conditions of collinear ambiguity of the anchors. Additionally, the work presented herein also describes a methodology to fuse data available from multiple sensors for improved localization performance under conditions of collinear ambiguity. In this context, data is first acquired from multiple sensors sensing different modalities. The data acquired from each sensor is used to compute attenuation models for each sensor. Subsequently, a combined multi-sensor attenuation model is developed. The fusion methodology uses a joint error optimization approach on the multi-sensor data. The distance between each sensor node and anchor is itself computed using the differential power principle. These distances are used in the localization of sensor nodes under the condition of collinear ambiguity of anchors. Localization error analysis is also carried out in indoor conditions and compared with the Cramer–Rao lower bound. Experimental results on node localization using simulations and real field deployments indicate reasonable improvements in terms of localization accuracy when compared to methods likes MLAR and MGLR.     

基于加权最小二乘优化的DV-HOP定位算法

确定事件发生的传感器节点位置是大多数无线传感网络应用场景中不可缺失的一部分。目前,在资源受限的无线传感网络中设计高精度定位算法仍是一个极具挑战性问题。为此,深入分析了DV-HOP算法中误差产生的原因,提出一种改进的DV-HOP算法。该算法为了降低计算所带来的固有误差,估算坐标时采用不直接对估算方程进行平方的方法;此外,为了进一步降低误差,采用了加权最小二乘法进行坐标估算;最后,采用理论分析的方法对算法进行了误差分析。仿真结果表明改进的算法与传统DV-HOP算法及文献[16-17]中的算法相比定位精度得到明显改善,分别提高了40%、28%和15%。