基于差分校正的FBG测温网络系统设计

为了实现在大范围被测区域内实时温度监测的功能,选用光纤布拉格光栅(FBG)测温网络,同时,为了提高系统的温度测试精度和抗干扰能力,设计了基于差分校正的FBG测温网络系统.系统在原有测试结构的基础上,增加了校正光纤探头,从而针对任意位置上个别环境变化造成的温度误差进行校正.通过理论推导,差分校正值表达式被给出,并由此设计了差分校正算法.实验采用温度控制箱使被测区域温度从20℃变化为80℃,最小温度改变量为1.0℃.实验结果显示:回波中心波长产生的偏移量和温度之间大致每1.0℃的温度变化产生35～45 pm的偏移.差分校正型测温系统的温度检测误差为0.47％,优于传统的测温系统,并且基于差分校正的测温系统受局部环境影响很小,具有较高的系统稳定性.     

基于卡尔曼滤波算法的嵌入式光纤光栅解调系统

针对目前光纤光栅解调系统算法复杂，需要借助上位机进行解调的不足，设计了一种基于卡尔曼滤波算法的嵌入式光纤光栅解调系统。该系统在STM32嵌入式平台上采用卡尔曼滤波算法，结合趋势判断算法实现了FBG中心波长的快速解调。实验结果表明，系统的测温精度可达±0.1℃,对FBG温度传感器中心波长的解调稳定性可达±3 pm,温度与波长线性变化的拟合度可达0.998以上，能够满足实际工程应用的需求。     

一种高精度低自热多通道测温系统设计与实现

针对高精度测温系统在实现过程中受测温非线性、自热效应及热电动势等干扰源影响的问题,以阻值比较法测温电路为基础,引入序列激励电压控制抑制测温电路的自热效应及消除热电动势,并采用MSP430F149设计多通道差分放大电路。给出了系统总体设计方案,测温电路参数设计,序列激励电压控制和数字滤波补偿具体实现。测试结果表明:该系统在-40~200℃范围内,测温精度能达到±0.008℃,具有测温精度高、可靠性好等优点,可广泛应用于工业生产和军事领域的高精度测温场合。     

FBG传感技术在工程结构监测中的应用

FBG传感技术代表了一种先进的技术,具有传统技术无可比拟的优势。分析了FBG传感器用于土木工程检测的二个关键技术问题,研制了二种FBG传感器,并进行了工程试验。试验结果表明:FBG传感器比电检测系统传感器具有更高准确度,能实现绝对数值测量,抗干扰能力强,结构简单,长期稳定性高,实现对工程结构的实时、在线监测。     

基于光纤光栅的铝电解槽温度在线检测系统

针对现行铝电解生产过程中槽壳温度检测中存在的不足,通过分析铝电解槽热传导与散失,基于光纤光栅抗电磁干扰及耐腐蚀的优点,设计了新型温度传感器,并结合时分、波分复用技术构建了单槽104点实时温度监测系统.设计的FBG传感器测温范围为-20 ℃～400 ℃,精度为±2 ℃,监测系统巡检周期为20 s.系统所测得的温度为铝电解...     

差分进化优化的非均匀分簇算法

针对固态发酵无线测温系统中传感器节点位置、能量等受限因素导致能量消耗不均而过早死亡的问题,提出了一种基于差分进化改进的非均匀分簇算法。该算法省去了LEACH协议中每轮频繁选簇的机制,而是从系统的稳定性出发,一次性选择固定数目的簇首,采用差分进化算法优化节点覆盖率。同时,采用能量差异化匹配策略,合理地分配簇首节点与普通测温节点的初始能量,延长网络寿命。仿真结果表明,该算法有效改善了“热区”问题,均衡了能耗,在一定程度上延长了网络的生命周期。     

基于HT-12D的分布式测温系统

在介绍HT-12D芯片工作原理的基础上,设计了一套分布式测温系统。通过3根导线,将控制编码部分与多个测温单元连接,实现多点温度测量。温度信号以电流形式传输,提高了系统的抗干扰能力。     

FBG传感器在上埋式柔性涵管应变检测中的应用

在岩土工程领域,光纤Bragg光栅(FBG)传感技术的应用在工程检测中具有极大的优越性.阐述了FBG传感器的基本原理,通过对上埋式HDPE缠绕增强涵管采用FBG进行应变检测,将试验检测结果与数值模拟结果进行对比分析,发现FBG传感器具有精度高,抗干扰能力强,结构简单,且长期稳定性好,在岩土工程检测方面具有极大的应用与发展前景.     

光纤Bragg光栅传感器及其应用

基于光纤B ragg光栅(FBG)特点及传感原理,将其应用在电气设备的绝缘故障检测中。电气设备的绝缘故障发生之前,通常伴随热传递,而FBG对温度非常敏感,因而,可以通过FBG传感器监测温度来确定电气设备是否有绝缘故障发生。试验结果显示:FBG抗干扰能力强,可在恶劣环境下工作,且温度分辨力为0.1℃,能够得到较传统传感器更好的效果。介绍了一种通过监测温度来检测高压设备故障的方法,阐述了高压设备故障在线监测系统的功能和应用。     

基于MCU的E型热电偶热电势精密测定

介绍E型热电偶热电势测定系统。采用集成数字温度传感器进行冷端测温;E型热电偶进行被测端（热端）测温,经过前置放大、模数转换（A／D）后传送到微控制器（MCU）计算处理。在开关控制下,数字显示热电势和温度等信息。该系统测温方便、测温范围宽、测温精密、适应性强、稳定性强。经测定温度测量范围在-55℃-125℃,误差≤±0．25％t。     

基于机器视觉的温度测量系统的设计及应用

针对温度控制中常用的基于铂电阻的温度采集电路设计复杂,抗干扰能力弱,铂电阻线性拟合繁琐,难以实现对温度的高精度测量等不足,本文介绍一个在VC++6.0平台上设计的基于机器视觉,自动读取水银温度计示数的温度测量系统。通过有效的图像处理算法,温度测量系统分辨率达到0.01℃,读数准确,工作可靠。该温度测量系统在研究大滞后大惯性温度控制实验中得到了成功的应用。     

温度自补偿型光纤Bragg光栅土压力传感器设计

针对传统土压力传感器长期稳定性差、抗电磁干扰能力不强以及组网难度大等问题,根据传感器与土介质的匹配原则,设计了一种光纤Bragg光栅（FBG）温度自补偿土压力传感器,可实现温度和土压力2个参量的同时测量.对传感器灵敏度系数、匹配性等参数进行了理论分析计算.根据分析结果,加工封装传感器并对其进行了压力校准和温度自补偿性能实验.实验表明：传感器的输出波长分别与温度和土压力均呈线性关系,压力灵敏度系数为272.19 pm/MPa,输出分辨率为0.36％,线性相关度为99.989％;温度灵敏度系数为21.16 pm/℃,线性相关度99.998％,在0～40℃范围内具有良好的温度自补偿能力,其性能参数符合工程应用要求.     

焊接结构光纤Bragg光栅土压力传感器设计

针对传统土压力传感器长期稳定性差、抗电磁干扰能力不强以及组网难度大等问题,根据传感器与土介质的匹配原则,设计了一种焊接结构双膜片光纤Bragg光栅(FBG)温度自补偿土压力传感器,可实现温度和土压力2个参量的同时测量.传感器主要由2个膜片与基体组成,膜片与光栅固定柱一次成型,便于加工封装.对传感器灵敏度系数进行了计算分析.根据分析结果,加工封装传感器并对其进行了压力校准及温度自补偿性能实验.实验结果表明:传感器的输出波长分别与温度和压力呈线性关系,压力灵敏度系数为528.1 pm/MPa,输出分辨率为0.19%,线性相关度99.988%;在5~45℃内温度灵敏度系数为31.9 pm/℃,线性相关度99.998%,传感器在5~45℃范围内具有良好的温度自补偿能力,其性能参数符合工程应用要求.     

高精度小型无人机气压高度测量系统的设计

介绍了一种基于MPX4115传感器和C8051F352单片机的小型无人机高度测量系统的设计及实现过程,详细论述了系统软硬件的设计原理,对传感器性能进行了分析并利用压力校验仪对其压力、温度补偿系数进行修正,保证测量准确度;通过硬件设计增加抗干扰能力并设计软件滤波算法提高输出稳定性;对高度-气压公式进行了插值拟合,解决了单片机计算能力不足的问题,提高计算性能;该系统具有小型化、功耗低、结构简单、精度高,稳定性和抗干扰能力强等优点。     

光纤Bragg光栅校准可调谐F-P滤波器解调系统的研究

基于可调谐光纤(TF)Fabry-Pent(F-P)滤波扫描传感光纤Bragg光栅(FBG)反射的原理,针对可调谐光纤F-P滤波器的透射波长与驱动电压的非线性与不重复性,提出一种新颖的利用置于恒温箱内的FBG来提供波长参考,得到光纤F-P滤波器小范围内的电压—波长线性关系,对一温度传感器进行了试验检测,在30~130℃范围内,系统的平均偏差为0.52℃。     

铠装光纤Bragg光栅温度传感器的研究

裸光纤Bragg光栅(FBG)的温度灵敏度约为10pm/℃。在铠装FBG温度传感器中,光栅粘贴于热膨胀系数较大的金属片(如Cu和Al)表面的线槽内。金属片受热膨胀将衍生出光栅的轴向热应变,从而提高光纤光栅的温度响应灵敏度。在采用波分复用技术中的FBG的传感网络方案中,串联的3只光栅均置于温度控制器中。实验表明:当温度从20℃升至80℃时,Cu制和Al制铠装FBG温度传感器的表观温度灵敏度分别约提高34. 3, 42. 7pm/℃,测量重复性分别为2. 3, 2. 8pm。     

基于光纤光栅传感器的电力电缆温度监测系统设计

本文针对电力电缆温度监测问题,提出一种基于光纤光栅原理的温度监测系统。文章首先对国内外目前的监测手段进行比较,然后提出一种经过敏化封装的高精度光纤光栅温度传感器,对监测系统进行阐述,最后进行实验测试,系统测试精度达±0.5℃,达到电力电缆测温精度要求,有利保障电力系统供电的可靠性和安全性。     

音叉式石英晶体微差压传感器

简要介绍了一种测量范围为－２０～２００Ｐａ,准确度为０．１％ＦＳ,工作温度为－５０～８５℃的音叉式石英晶体微差压传感器的设计和制作原理。和其它形式的微差压传感器比较,它具有灵敏度高,稳定性好,输出频率信号等特点,广泛用于差压、流量等参数测量。     

毛纺布上光处理温度智能监控系统

介绍了利用热电偶温敏器件实现毛纺布上光处理温度智能监控系统，给出了系统的硬件结构及软件流程。该系统采用PID控制完成24路温度循环检测或单路检测功能，具有良好的稳定性和抗干扰能力，已在多个毛纺布上光机温度监控中应用。