机电设备BIT 中传感层系统的不确定性动态分析􀀂

BIT(Built-in test)系统中传感层的不确定性反映了测试输出数据的可靠度，而数据的可信度影响着BIT系统进行决策的准确性和可信度，并且数据的不确定性是产生虚警的重要因素之一，对传感数据进行不确定性分析是获得数据可信度的有效的量化方法。传统的不确定性分析为静态分析过程，本文基于传感层系统的状态模式空间提出了传感层的不确定性动态分析方法，根据其可靠性模型，基于概率方法进行不确定性的动态计算，实现对传感层系统的执行和输出数据的可信度进行评估。同时对未覆盖故障集合对分析结果的影响进行了分析。最后对某电涡流位移传感器进行了不确定性分析的仿真。     

机电设备BIT系统中虚警的传感层影响机理分析

BIT系统中存在较高的虚警率是制约其发展的关键问题之一,降低BIT系统中虚警率的研究是BIT研究中的主要内容之一.传感数据变化影响诊断输出,从而产生虚警的机理分析,它是后续的降虚警技术研究的基础.首先对传感层测试变化影响诊断输出,进而产生虚警进行了模型分析,然后分析了不同的测试变化类型对基于模型的诊断方法的影响机理.研究结果证明传感层因素对BIT系统中虚警的影响,能有效地指导降虚警技术的研究.     

基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统设计

为解决目前汽车动态称重过程中存在的电磁干扰和精确度低的问题,在分析光纤微弯传感器测量原理的基础上,提出了一种基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统.压力的变化引起传感光纤发生弯曲变形,产生输出损耗,通过测量输出光强的变化实现汽车重量的动态称量;设计相应的光电转换和采样放大电路,并采用小波变换对采样信号进行去噪处理.对光纤传感系统的静态响应特性进行验证表明:在0～3 000 kg的范围内光纤传感系统具有良好的线性响应特性,灵敏度为3.8 mV/kg;动态响应实验表明:当汽车通过速度小于15 km/h时,光纤微弯动态称重系统的测量误差小于5.4%,能够满足动态称重的需要.     

基于Hausdroff距离的传感器模糊评价

为有效处理传感器可靠性分析中的不确定性信息,提出了一种模糊风险分析方法。传感系统各部件的失效概率和损失程度都被描述为语言变量,并用三角型模糊数量化语言变量。利用模糊数运算算子获得传感器系统整体的损失程度。提出一种新的基于Hausdroffdistance的相似性测度以确定系统损失所属等级。最后,利用一个算例验证了所提出的模糊分析方法的有效性。     

一种宽带非接触电容式超声波传感器&

在某些特殊场合不能使用接触式压电型超声波传感器时,可使用非接触式超声波传感技术.我们研制了电容式超声波传感器,它具有结构简单、体积小巧的特点,对小试样的超声波精密测试尤其有利,其工作频宽达30MHz以上.1 原理与结构电容式超声波传感器的原理是:利用电极板与被测试样之间形成一个电容器.当存在超声波时引起极板纵向位移,改变电容的容量,而达到超声波传感的目的.显然,固体试样表面应是导电料材.若不是导体,就必须在其表面镀上一层导电层,才能保证传感器有效工作.设传感器电极板与试样表面之间的间隔为h,超声波引起的试样表面纵向位移为ξ,直流极化电压值为V,那么传感器电极输出的,与ξ同步变化的变化电压为     

基于模糊特征属性参数最优融合的目标识别

为了实现在不确定环境下的自动目标识别,提高系统的性能和可靠性.首先采用模糊数来刻画传感器的输出报告,将每个传感器报告用三角模糊数来表示;然后提出基于模糊特征属性参数的最优融合算法来实现信息融合,并将其应用到多传感器目标自动识别系统.融合算法以模糊信息相似性测度为基础,最优融合准则是:融合后的数据与各个传感器输入数据冲突应该最小.通过最优准则确定了各个传感器的权重以及融合结果,且融合结果与初始传感器权重向量和传感器报告融合的次序无关.文中给出了具体的算法流程和一个应用实例.     

激励磁场对逆磁致伸缩索力传感器影响仿真

基于钢缆索索力传感理论模型和环式结构的索力传感器,对索力测量原理做了详细推导,传感器输出感应电压与激励磁场变化、加载外力变化、某一激励磁场下的材料磁导率及空气间隙尺寸等有关.重点分析了激励磁场变化对传感器输出的影响,分别在激励磁场为稳恒直流磁场、交流磁场、按矩形波规律变化磁场三种情况下对传感器输出进行了讨论和仿真分析.仿真结果表明,在稳恒磁场激励下,可通过感应积分电压求缓变外力,通过感应电压求得非缓变外力.在交流激励下.激励磁场频率对传感器输出有明显影响,频率越高,由激励磁场变化所引起的感应电压幅值越大.     

飞控系统传感器故障诊断的在线方法研究

传感器是飞行控制系统当中的一个重要组成部分,在系统中往往利用传感器的各个输出来建立飞机的动态状态;因此,实时准确的对传感器进行故障检测和识别可有效地提高系统的安全可靠性;提出一种带有可变遗忘因子的BP神经网络在线递推学习算法,应用改进的算法对飞行控制系统的传感器故障进行实时在线的检测和识别,且利用神经网络的输出对系统进行重构;仿真结果表明提出的方法可准确的对传感器的故障进行故障诊断和容错控制.     

基于电容传感器的塑膜厚度检测系统的研究

采用非接触式电容传感器、电涡流传感器组合系统获取检测信号,利用基于LabVIEW软件平台的计算机实现对塑料薄膜进行在线检测的工作原理,整个系统由测试单元、电机驱动单元、数据采集与处理单元组成.由于测试单元采用了电容、电涡流组合传感系统,信号的后续处理由基于LabVIEW软件平台的计算机自动完成,加速了测量过程.采用本系统取代传统的千分尺测量方法,可以使塑料薄膜厚度测量以完全智能的、实时的、非接触的方式进行精确测量.最后,通过比较组合测量系统与千分尺测量的测试结果,证明了该系统具有较高的精度,良好的可靠性与可行性.     

煤矿安全监测系统无线传感器网络网关设计

针对煤炭工业以太网络与井下ZigBee无线传感器网络异构互联的需要,提出了一种煤矿安全监测系统无线传感器网络网关设计方案;介绍了网关的软硬件实现要点,并在不额外移植新操作系统内核的情况下,对ZigBee协议栈Z-Stack的操作系统抽象层进行了相应扩展,以满足嵌入式网关系统任务实时性要求。测试结果表明,该网关实现了ZigBee无线传感网络和以太网的通信协议转换功能,保证了数据转发的实时性和可靠性。     

风速传感器测量结果的不确定度分析与评定

研究以自动气象站风速传感器为实例,采用性能稳定、状态良好的被测风速传感器、计量标准器皮托静压管、主要配套设备风洞、数字微压计、自校式铂电阻数字测温仪、数字式标准干湿表数字气压表。以大量的重复性检定试验为数据基础,通过后期数据分析处理,评定其在风洞试验室检定影响检定结果的测量不确定度。针对风速传感器的测量不确定的评定方法,建立了测量不确定度所需的测量模型,定量分析在风速传感器检定过程中可能影响其结果的因素,从而确保风速传感器计量检定数据的准确性与可靠性,保证了检定结果的可信度,提高了综合气象观测的传输质量。这为研究风速传感器的测量不确定度打下了坚实基础,也为今后自动气象站的风洞检定工作提供借鉴和指导意义。     

基于D-S证据理论的超声波测距模型的设计

在分析超声波传感器的测量特性和信息不确定性的基础上,提出了一种新的超声波传感器模型,该模型利用D-S证据理论来计算超声波传感器扇形范围之内的栅格信息的可信度,能准确描述出超声波传感器测量范围之内的障碍物位置。通过仿真验证了该方法的有效性和实用性。     

一种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,并且可用作无源、无线磁传感器.主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理,给出了实验结果.传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132 Hz/Oe,谐振频率测量分辨率在1 Hz时,磁场测量分辨率可达10-7T数量级.     

—种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器．该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上，改变其谐振频率，通过对谐振频率的检测进行磁场测量．该传感器可以用于静态和动态磁场测量，并且可用作无源、无线磁传感器．主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理，给出了实验结果．传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132Hz／Oe，谐振频率测量分辨率在1Hz时，磁场测量分辨率可达10^-7T数量级．     

基于姿态传感器的脊柱形态测量技术

基于X线测量脊柱形态的放射性、不易携带性等特点,设计出基于姿态传感器的非X线的脊柱形态测量技术.分析了姿态传感器的姿态角在人体脊柱测量过程中的转换关系,以及设计出多Cobb角的测量的实现方法.基于姿态传感器的脊柱形态测量设备是通过单片机读取姿态传感器的俯仰角和偏航角后经过算法计算出Cobb角,采用LCD显示采集到的脊柱棘突姿态信息和反映脊柱形态的Cobb角数据.通过实验验证分析基于姿态传感器测量技术的测量误差在±2°内,而且满足可重复测量要求,测量仪的可靠性大于0.8.     

基于冗余方案电磁式漏磁传感器管壁测厚的研究

由于采集和处理快、测量精度较高等优点，漏磁通法检测是输气管道检测的重要方法。但由于在采集信息过程中产生的不确定性，降低了检测可靠性。提出一种基于冗余方式的电磁式漏磁测厚传感器，进行了可靠度分析和有关联实验研究，验证了这种方法的可行性及有效性。在传感器信息融合方面的研究，可望对提高传感器检测效果起到大的促进作用。     

耦合系数对无线无源传感器信号读取的影响

研究了耦合系数对无线无源传感器信号读取的影响。通过建立无线无源LC传感器的集总电路耦合模型,对其进行理论分析,推导出了天线端阻抗参数的理论表达式,结合MATLAB软件仿真,从理论上得出,通过天线端阻抗参数提取出来的传感器谐振频率变化量受耦合系数的影响,并得到实验验证。理论分析和实验测试表明,在进行无线无源传感器耦合系统设计时,应选取合适的耦合系数,来提高测量灵敏度。     

Statistical process and measurement control for micro production

The core challenge of an industrially applicable and economic production of wear resistant micro components and systems is the establishment of both robust and flexible manufacturing process chains. In order to guarantee those stable process chains, manufacturing processes have to be controlled and continuously improved by an effective and fast interfering operational quality assurance that is adapted to the micro-specific framework. Since tolerances of micro-structured parts are in the micro- and sub-micrometer range, geometric measurement results have to meet high requirements in terms of precision and reliability. Therefore, in order to control manufacturing processes in micro production based on measurement data the increased importance of measurement uncertainty and measurement variation has to be considered. Measurement data show an interference of measurement and manufacturing distribution and can lead to wrong decisions when deciding whether the micro manufacturing process is in or out of control. Thus, the focus of the paper lies on continuously monitoring, controlling and separating measurement and manufacturing variation in a flexible, simple and reliable manner. Therefore, a new type of a multivariate μ-EWMA control chart developed at wbk is discussed and benchmarked with traditional control charts. The paper concludes with first results of the application of the multivariate μ-EWMA chart in micro production environment.