周扫式激光通信光端机锁紧刚度优化

为保证小卫星激光通信用潜望式光端机在发射状态下的机构刚度,须采取锁紧结构对运动部件进行锁紧.针对传统锁紧机构火工品质量大、解锁有冲击与污染、不能重复解锁的缺点,设计了采用记忆合金驱动的锁紧结构,利用弹簧产生的弹力推动机构锁紧光端机运动部件,记忆合金丝作为驱动源带动锁紧机构实现解锁,并根据周扫式激光通信光端机结构特点,重点分析了锁紧结构锁紧力对整机刚度的影响,优化了锁紧力以保证整机刚度,减小解锁功耗.试验表明,采用本锁紧结构后光端机在发射方向上的谐振频率可达到75 Hz,满足设计要求.     

弹簧管应变式复合传感器研究

弹簧管应变式压力传感器是作者研制的一种新型压力传感器.本文阐述了这种传感器的特点、型式及结构,传感器的参数及其特性方程,传感器的应用实例等问题.     

一种触头弹簧的设计

触头弹簧是真空断路器的关键元件,用于提供合闸时真空灭弧室触头压力,保证回路电阻满足通流及温升要求;同时可以提高分闸时的刚分速度.本文基于对一种共箱真空断路器结构布置的研究,设计了一种触头弹簧结构,并进行了计算分析及试验验证.该触头弹簧采用对合组合碟簧结构,结构新颖,配产品通过了型式试验,表明其设计的合理性.     

压电作动器驱动两级电液比例减压阀设计分析

针对以往采用压电作动器的减压阀必须采用压力传感器的不足,提出一种先导式比例减压阀.该阀采用压电作动器控制先导阀阀口开度,与先导供油器的固定节流孔形成分压作用,实现对先导压力的控制,进而控制主阀实现对主阀出口压力控制.对减压阀进行结构和原理分析,建立数学模型;用Simulink仿真分析结构参数对静动态特性的影响.采用调零弹簧将最低可控压力向下扩展到0;设计三台肩式阀芯结构,通过流场分析验证了该结构有效地减小液动力;根据仿真结果选择恰当的反馈阻尼孔尺寸,保证减压阀的动态特性.所设计的减压阀无须测量压力并闭环即可实现减压功能,具有良好的调压范围、调压精度,能实现快速稳定动态响应.     

小型曲柄压力机微机辅助测试

本文采用以国产TP801单板机为核心的信号分析及处理系统,配以国产动态应变仪及有关压力传感器、位移传感器、功率变送器等,联机实测了动态工况时的曲柄压力机的机身应变、冲裁力、滑块行程、冲头小位移及电动机瞬时功率.初步实现了实验数据记录及分析处理的自动化.     

一种开放性悬芯光纤SPR传感器结构设计与性能优化

为了同时兼顾实时流体传感与高灵敏度检测需求,结合开放式悬芯光纤与表面等离激元共振技术,设计了一种开放式三孔悬芯光纤表面等离激元共振(SPR)传感器结构.其特点是悬芯光纤中的一个大气孔对外开放,并在此气孔内侧沿着纤芯轴向设置大小、间距相同的金圆柱结构.金圆柱的存在可以激发SPR效应,通过选择合适的圆柱间距可以有效增强SPR效应与传感器灵敏度.分析了金圆柱直径、间隔和被测流体的折射率变化对传感器的传输损耗谱、场增强效应和灵敏度的影响.分析结果表明,所提出的传感器参数经优化设计后,其SPR传感灵敏度可以高达2.5×10~(-4) nm/RIU.本文研究内容对相关实时光纤SPR传感器设计具有参考价值.     

基于导轨结构的新型笼式皮卫星分离机构

针对国际上现有皮卫星分离机构存在的不足,提出采用切割器解锁、弹簧驱动、导轨限位、凸轮控制星体开始运动的时刻、锁紧轴锁紧和自带供电系统的“笼式”新型分离机构.这种结构大大降低了对星体的设计约束,避免了星体和舱门之间的碰撞和刮擦,降低了对火箭的依赖,大大提高了搭载的可能性.从分离机构的设计、分离过程理论计算以及试验验证等方面对分离机构进行了研究.仿真分析及试验结果表明：该设计能够完全满足分离机构质量、分离速度、轴向和横向过载、基频的要求,为后续分离机构的进一步研制提供了参考.     

人工挖孔桩桩侧与桩端阻力的试验研究

通过两根人工挖孔桩的静载试验，从埋于桩中不同层面的混凝土应变传感器和桩端压力传感器所获得的实测数据，分析了人工挖孔桩的荷载传递规律及竖向承载力性状。实测结果表明勘察报告提供的土层极限侧阻力标准值偏小，说明人工挖孔桩按端承桩进行设计是不经济、不合理的。     

光纤光学相干膜盒压力传感器设计

设计了一种新型光纤膜盒压力传感器,应用频率扫描光纤相干测距法感知波纹膜片位移量,从而得到压力测量值。设计的压力传感器应用单模光纤空间滤波特性进行测距,实现了对非光滑金属膜片表面的直接测距;压力膜盒通过退火工艺消除焊接产生的残余应力,改善了迟滞特性。实验结果表明,设计的压力传感器不仅比指针式膜盒压力表拥有更高的精度和灵敏度,同时又拥有光纤传感器远距离测量和抗电磁干扰的特点。对其中一种尺寸的压力传感器进行了标定,给出了压力与距离的特性曲线以及零点温度漂移曲线,其迟滞仅为0.2%,非线性度为0.7%。     

基于线激光位移传感器的孔毛刺测量与评价

针对现有仪器不能实现对孔全域的毛刺高度、根厚度及形貌的综合快速测量和无法自动利用测量数据实现毛刺期望评价指标的计算,设计了一套基于线激光位移传感器的孔毛刺测量系统。首先阐述多重反射引起的杂散光及激光成像面和待测孔表面的倾斜对测量精度的影响,并提出了消除杂散光和校准倾斜的方法;接着利用传感器的测量数据开发了一种计算毛刺高度和根厚度的算法,实现了毛刺高度和根厚度沿孔圆周展开的可视化;最后提出以最小二乘中线、算术平均波动和均方根波动为评价指标的描述孔全域毛刺高度和根厚度的量化评价方法。实验结果表明:该系统不仅可以可视化孔全域的毛刺3D形貌和2D波动,还可给出毛刺及其评价指标的量化值,其测量重复度<0.8μm,毛刺高度测量精度为5μm,满足孔毛刺的精确测量需求。     

大直径挖孔扩底桩承载特性试验研究

通过对三根人工挖孔扩底桩进行静载试验,从埋于桩中不同层面的钢筋应力传感器和桩端压力传感器所获得的实测数据,分析研究了人工挖孔扩底桩的承载特性和荷载传递机理,探讨了桩端阻力、桩侧摩阻力发挥规律和桩沉降变形规律,得到了砾砂层的承载力最大值达到了3.65 MPa,而且还有富余,为今后此类桩在该地区的理论研究和设计应用提供了重要的参考作用.     

测量海水温度分布的光纤光栅传感系统研究

介绍了基于光纤光栅的传感原理,完成了对光纤光栅温度传感器的实验室标定,得到了每个传感器专门的参数.通过对传感器进行铠装封装,排除了海水压力等因素的影响;设计了200m的光纤光栅传感器阵列,并将其应用到海洋环境探测中.试验对中国南海海域200m深的海水剖面温度进行了测试.提出了对测量数据应用Levenberg-Marqu...     

基于BP算法温度补偿的海水压力数据采集系统的设计

介绍了一种海水压力传感器数据采集的设计方法,用BP神经网络算法对其进行温度的软件补偿.能有效改善传感器的非线性及温度变化所引起的输出的误差,提高了测量精确性和可靠性,算法通过单片机编程进行实现,经过修正的数据由RS232通信端口传输给上位机.     

基于共面电容传感器的便携式预应力管道灌浆质量检测系统设计

预应力管道灌浆质量事关桥梁安危,因此,提出了一种基于共面电容传感器的预应力管道灌浆质量检测系统,能够检测预应力管道内灌浆分层状况.利用前期推导的平行共面电容传感器半解析方程确定了优化参数的共面电容传感器.基于相邻电容测量原理设计了数据采集单元、数据转换单元.为完善系统,设计了相应的系统控制单元与数据显示单元.依据近似理论,设计了系统验证试验,通过改变玻璃表面液膜厚度,利用设计的检测系统测量电容值变化,将测量结果与COMSOL仿真结果比较并进行误差分析与数据处理,最终完成系统误差评价.实验表明：系统测量平均相对误差9.5%,分辨率达到0.1 mm,能有效分辨预应力管道内灌浆分层情况.此外,检测系统(不包括传感器)尺寸仅为100 mm×80 mm×30 mm,配有便携电源,便于在线检测.本系统能够用于预应力管道灌浆质量检测,且其检测结果准确、可靠,满足工程应用要求.     

SOI压力传感器封装工艺研究

针对高温环境下各种气体和液体压力的测量要求,应用微机电系统技术研制了一种新型的SOI(Silicon on Insulator)压力传感器,并设计了一种耐高温的封装结构.采用有限元方法详细地分析了贴片材料对传感器灵敏度、应力分布及可靠性的影响.分析数据表明,贴片材料的杨氏模量和厚度对传感器的灵敏度和可靠性有较大影响,合理选择贴片材料可优化传感器性能.在分析的几种焊接材料中,AuSn焊料是一种性能优良的焊接材料,比较适合用于SOI耐高温压力传感器的封装工艺中.通过对研制压力传感器样品性能的测试,结果表明:该传感器测量精度达0.5%,测量压力量程为30 MPa,测量介质温度为200℃.     

陆地高光谱遥感数据的大气校正算法分析

针对大气散射、气溶胶散射和太阳反射等因素影响,使传感器接收到的数据与地表反射的数据不一致,造成遥感图像失真的问题,本文为了将高光谱成像数据用于陆地表面的定量遥感,必须消除大气影响,对所获得的信息进行大气校正。通过运用辐射传输模型法对遥感数据进行大气校正,并采用经验法与辐射传输模型法相结合的混合方法进行大气校正。研究结果表明,将ATREM和现场光谱测量相结合,可以在与校准点不同的海拔上改善大气校正,地面校准消除了与传感器伪影和辐射传输模型相关的残留误差。该研究可以使遥感图像准确地获得地表信息。     

低成本压力传感器的设计与应用

微机芯片是工业自控系统的"大脑",是非常成熟而价廉的产品,但传感器价格却往往大大高于微机芯片,因此成为自动控制技术在低价格设备上应用的"瓶颈"。为此,介绍了一种结合使用普通弹簧管式压力表、格雷码盘、光电读码和数字滤波技术设计低成本压力传感器的方法,其数据处理部分可嵌入到设备控制用的单片机系统中,实现了低成本目的。     

半导体高温压力传感器的静电键合技术

分析了硅－玻璃静电键合机制，讨论了键合强度与玻璃表面、温度、键合电压的关系；通过缓慢降温等措施减小了键合后的残余应力。针对多晶硅高温压力传感器设计研制了一套装置，给出了其工作机制和键合电流－时间（I-t)关系。经大批量键合封接实验，键合的成品率达到95％以上，有效提高了多晶硅高温压力传感器的可靠性。     

粮库专用压力传感器的研制

由于粮堆压力的特殊性,需设计粮库专用压力传感器来检测粮堆重力.利用变极距电容式压力传感器原理设计粮库专用压力传感器,但设计中遇到非线性问题.本文中运用有限元分析方法,设计了应力片模型,有效地改善了电容式压力传感器中的非线性问题.通过在国家直属粮库的实仓测试,该压力传感器性能良好.     

基于梯度提升树的飞机机身对接状态识别

为了实时监控飞机机身的对接过程,针对机身对接数据没有标注和样本不平衡的特点,提出基于梯度提升树（GBDT）的机身对接状态识别方法. 通过定位器及定位器上的载荷传感器,实时获取机身对接过程中的位移和载荷数据. 结合飞机部件对接的工艺流程对历史对接数据进行状态标注,提出准确、高效的对接状态自动标注方法. 在经过标注的对接数据上训练基于GBDT的机身对接状态识别模型,通过该模型可以获得各个特征的重要性. 与长短期记忆网络（LSTM）、卷积神经网络（CNN）以及一些传统机器学习方法相比,该方法对接状态识别的宏F₁（macro_F₁）指标高达0.998,能够精准地识别每一种对接状态且训练速度较快.