振弦式传感器测频方法的研究

振弦式传感器是一种使用相当广泛的称重测力传感器.称重测力传感器主要分为应变力传感器,石英谱振器,振弦式传感器等几大类.就其工作原理而言,振弦式传感器是目前在称重测力应用方面最为先进的一种测力传感器.文章主要从理论上对振弦式传感器的激励响应信号进行分析,确定出稳定可靠的激励响应信号区间,并在该区间内分析计数法和多周期测量法的误差,比较得出多周期测量法测量频率精度高,稳定性好,抗干扰能力好.     

大型建筑监测系统设计

介绍了一种基于MSP430F449单片机的振弦式传感器测频系统的设计方法,并给出了具体的硬件设计电路及软件设计流程。该系统采用光电耦合继电器,以间歇激励方式激励振弦式传感器,激振效果好,利用MSP430F449单片机内部定时器A、B,实现等精度测量法检测频率值,测频范围宽且精度高,检测数据直接存储于单片机内部FLASH,外围电路得到简化。该测频系统具有硬件电路简单,激振可靠,检测数据存储方便等特点。     

电子器件

0513325高精度变换器的设计及其在衡器中的应用[刊,中]/郑文广//传感器技术.—2005,24(1).—78-80(E2)介绍了一种高精度变换器的设计以及在称重/测力领域中的应用。它集多通道、运算放大器、A/D、CPU,I/O 为一体,输出为标准的数字量信号,外壳采用全不锈钢设计,具有密封性好、抗干扰能力强、精度高、功能多,实现了多个传感器的远距离传输,可直接与计算机通信。实验证明:该变换器的精度达到了0.01%。参3     

石英称重传感温度漂移抑制的软件方法

石英称重传感器的输出信号中的温度漂移噪声是一阶或一阶以上连续的，而称重激励信号的变化是离散的。基于这两个显然不同的信号特征，本文作者提出了一种应用石英谐振称重传感器自身输出频率采样的差分值消除温度漂移造成的传感误差的方法，不采用任何其他的温度补偿元件和电路。这种方法还可以同时消除由于其他各种因素所产生的连续漂移噪声，噪声抑制精度可以由采样时间间隔确定。文中详细分析了差分方法抑制漂移噪声的原理，给出了相应的处理算法和在石英谐振称重传感器中应用和实验结果数据。     

数字闭环光纤电流传感器暂态特性仿真研究

数字闭环光纤电流传感器暂态特性主要包含频率响应与阶跃响应,对于电力系统的继电保护控制、故障录波等应用领域至关重要。在工程应用中,传统的测试方法由于其测试系统复杂、测试电流信号小等问题,不利于评估光纤电流传感器的暂态特性。利用数字闭环光纤电流传感器的闭环控制机理,提出一种在数字闭环光纤电流传感器反馈回路中添加相位调制激励的方法。首先,分析数字闭环光纤电流传感器的相位调制原理,通过建立数学模型验证相位调制激励的等效性;其次,根据数字闭环光纤电流传感器闭环控制算法,提出频率响应与阶跃响应的调制激励产生方法;最后,利用现有数字闭环光纤电流传感器产品平台完成频率响应与阶跃响应的仿真与测试。结果表明:采用相位调制激励的仿真数据与试验数据最大误差为0.12%,该调制激励方法不需要搭建复杂的测试系统,在现有硬件平台中即可实现不同电流信号的仿真测试。     

基于振弦式传感器的桥梁测频系统设计

本文设计了一种基于振弦式传感器的桥梁测频系统,介绍了测频系统的设计思想、硬件电路组成及工作原理和软件设计流程。系统的硬件部分主要由振弦式传感器、波形发生器、继电器、滤波电路等组成;软件部分主要是基于MSP430F449单片机的设计语言。本测频系统具有硬件电路简单、激振可靠,信号灵敏度高等特点,能大大缩短现场测量与计算时间,减轻劳动强度,提高测量计算准确度。     

基于振弦式传感器的频率检测模块设计

设计了一种能够实时测量振弦式传感器工作频率的检测模块,很好地实现了振弦式传感器工作过程中输出的微弱感应电信号的放大与检测。与同类的振弦式频率检测仪器相比,该模块具有结构简单、成本低、扩展性好等优点,并且通过实验测量证明该频率检测模块具有很好的测量精度、分辨率和很高的稳定性。     

动态压力光子晶体光纤传感器的研究

光子晶体光纤传感器可广泛用于各种动态压力测量中.文章设计了一种动态压力光子晶体光纤传感器,采用差分平衡方法分析了这种传感器的压力作用原理,讨论了这种传感器的输出信号检测方案,结果表明,该传感器对外界压力作用的响应具有周期性,响应周期与外界压力和传感器敏感元件长度相关.     

相移光纤光栅对超声波信号的频率响应特性研究

为实现利用相移光纤Bragg光栅(phase-shifted fiber Bragg grating, PS-FBG)代替压电陶瓷(piezoelectric ceramics, PZT)进行结构损伤检测,本文研究 了PS-FBG对 100 kHz—1.5 MHz范围内的超声波信号的频率 响应特性。搭建了超声波激励信号的产生平台和高灵敏度光 纤光栅平衡传感系统,利用幅度分析法对连续超声波激励下的传感器响应信号进行分析。由 于薄板存在共 振频率的问题,使用时间长度为0.5 ms的突发型激励信号,并用能量 分析法评估传感器的响应情况。 实验 结果表明,PS-FBG传感器的频率响应在±3.49 dB范围内,由此可得 PS-FBG传感器对100 kHz—1.5 MHz范围内的 超声波信号具有宽谱响应的特性。     

基于振弦式传感器测频系统的设计

设计了一种基于振弦式传感器的测频系统,介绍了振弦式传感器的工作原理,详细介绍了测频系统的设计思想、硬件电路组成及工作原理和软件设计流程。本测频系统具有硬件电路简单、激振可靠、激振频率可控、信号灵敏度高等特点,大大缩短了现场测量与计算时间,减轻了劳动强度,提高了测量计算准确度。     

Clamp type built-in current sensor using PCB in high-voltage power modules

High reliability is required for power modules because they are increasingly demanded as key devices in an energy-saving society. However, commercially available current sensors like current transformers and Rogowski coils are still of large size. Therefore, it is impossible to measure the current in small parts. In addition, long wiring with large sensors reduces the performance of power modules. In previous studies, we proposed a current sensor of PCB Rogowski coil with a fishbone pattern. The sensor is sufficiently small and thin with high accuracy for power module application. The PCB current sensor can be used as a built-in current sensor in power modules from the viewpoint of size. However, the sensor requires further improvement to be attached to bonding wire from a usability perspective.We propose a new pattern for the clamp-type PCB sensor and fabricate the PCB sensor as a built-in sensor in a power module. With the new pattern, it is possible to move and widen the gap for clamping. The signal error is small even though the sensor is inclinedly attached to the bonding wire. The accuracy is confirmed by a comparison between the clamp-type PCB sensor in the module and a commercially available current sensor outside the module. The clamp-type PCB sensor can be applied for intelligent power modules as well as current measurement for power electronic converters.     

MEMS机油压力传感器可靠性研究

研究了封装工艺对传感器可靠性的影响。分析和实验结果表明,机油压力传感器封装材料及各个工艺步骤都会影响传感器的性能和可靠性。贴片胶性能不能满足可靠性要求,会引起传感器信号漂移和高温不稳定性;引线键合强度不够,在工作中会断裂;硅油化学稳定和耐温性能不够好,会造成传感器高温输出信号不稳定,硅油中的空气和杂质会造成传感器零点输出偏大,使传感器的精度下降等。     

电磁振动料斗的优化设计与研究

本文主要介绍了微电子工业设备中应用十分广泛的电磁振动料斗的结构。力学模型和工作原理,从其理论参数中优化设计出振动时的最佳工作状态,对其状态进行了研究分析。从而为料斗的设计、制造、调试和改进提供确切可靠的理论依据。     

基于Pt100铂电阻远距离传输的传感系统实现

当测量的主机与传感器通过远距离导线传输信号,导线本身就是电阻,会随着传榆距离及温度的变化而呈现不同的阻值。做为桥电路采集部分,传统的精度为万分之一精度精密电阻都是采用绕线直插的形式,温漂系数最少要几十个ppm／℃,这样在传统的温湿度桥电路采集中差分信号与实际有很大偏差,对采集端的桥电路将产生影响,这需要控制端具备修正算法来解决这一突出问题。本系统通过在传感器端实现控制电路部分,采用贴片式Pt100精密电阻替代传统线绕式精密电阻实现了对温、湿度准确测量。     

Universal fiber-optic point sensor system for quasi-static absolutemeasurements of multiparameters exploiting low coherence interrogation

A universal fiber-optic high-resolution point sensor system, based upon signal recovery by dual-wavelength low coherence interferometry, has been developed and demonstrated for quasistatic absolute measurements of multiparameters. This system is capable of multiplexing up to 32 fiber-optic point sensors which can be fiber optic interferometers or fiber Bragg gratings or any combination of the two. The topology of this system is based on a spatially multiplexed scheme with low coherence signal recovery that we have reported previously. A range of multiparameter point sensors, including a medium pressure sensor, a high pressure sensor, a miniature temperature sensor, a displacement sensor, and a fiber Bragg grating strain sensor with drift-compensation, have been developed and incorporated into this network and demonstrated A range to resolution of better than 10⁴ :1 and 2×10³:1 has been achieved for the interferometric sensors and the Bragg grating strain sensor, respectively. The interchangeability of the sensors has also been demonstrated, allowing the sensors to be replaced in the event of damage. Due to the universality of the signal interrogation, the instrument can be compatible with any interferometric point sensor which has a similar optical path difference with the transmitting interferometer or any fiber grating sensor whose normal wavelength is within the spectral range of the light source. In addition, as the total sensor number which can be multiplexed is quite large, the average cost for each sensor is reduced considerably. Therefore, this system allows optical fiber sensors to compete with conventional sensors with the additional benefits of fiber-optic sensors     

光纤Bragg光栅等强度悬臂梁型称重传感器的标定与不确定度分析

研制了一种等强度悬臂梁结构的光纤Bragg光栅称重传感器.为了确定其称量结果的可靠性,通过分析载荷信息传递过程与光栅敏感元件的感知原理,推演传感器设计的理论依据,设计了采用标准质量块进行标定的静态载荷实验装置,通过MATLAB实现静态传感数据分析,并分析标定过程中存在的不确定因素进而确定了传感器的不确定度指标.实验表明:所研制的光纤Bragg光栅等强度悬臂梁型称重传感器的灵敏度为0.0069 nm/N,非线性误差为4.93％,重复性误差为2.59％,迟滞误差为3.21％FS,称重传感器的测量不确定度为0.409 N.设计的光纤Bragg光栅等强度悬臂梁型称重传感器静态特性良好,在它量程范围内测量不确定度对结果的影响较小,满足性能要求,标定方法有效提高了标定效率和精度,为其他类型传感器综合性能定量分析提供了思路与工程实践.     

基于DSP的称重系统中滤波器的实现

利用电容称重传感器测量载荷时,真实载荷信号非常微弱,如果不进行有效的滤波处理,会导致称重结果的不准确。文章对传感器输出电压进行了分析研究,用MATLAB仿真软件分析了滤波算法的性能,提出了基于数字处理芯片TMS320VC5416的滤波方案。试验结果表明:系统设计达到了预期的要求。     

谐振式传感器振动特性测试系统

采用激光测振仪测量振动元件表面的幅值。用于检测谐振式传感器振型的测试系统，主要由计算机、激励信号源、激光测振仪、数据采集卡组成。计算机控制激励信号源产生与被测谐振式传感器一个模态所对应的固有频率相一致的激励信号，激励被测谐振式传感器，使之处于受迫振动状态，计算机通过数据采集卡控制激光测振仪对被测谐振式传感器的振动元件进行空间扫描，测出被测谐振式传感器振动元件表面各点的振动信号，通过数据采集卡将激励信号和激光测振仪测出的振动信号采集到计算机中，计算出振动信号与激励信号的幅度和相位差，解算并绘制出被测谐振式传感器该模态对应的振型。     

谐振式传感器振动特性测试系统

采用激光测振仪测量振动元件表面的幅值。用于检测谐振式传感器振型的测试系统,主要由计算机、激励信号源、激光测振仪、数据采集卡组成。计算机控制激励信号源产生与被测谐振式传感器一个模态所对应的固有频率相一致的激励信号,激励被测谐振式传感器,使之处于受迫振动状态,计算机通过数据采集卡控制激光测振仪对被测谐振式传感器的振动元件进行空间扫描,测出被测谐振式传感器振动元件表面各点的振动信号,通过数据采集卡将激励信号和激光测振仪测出的振动信号采集到计算机中,计算出振动信号与激励信号的幅度和相位差,解算并绘制出被测谐振式传感器该模态对应的振型。