平面型薄膜热流传感器及其静态特性标定研究

针对用于径向传热测量的热流传感器及其标定方法研究较少的问题,基于一维圆筒壁传热模型,设计并制备了一种具有自标定特征的平面型热电堆式薄膜热流传感器,提出了一种基于激光加热和温度外推原理的传感器静态特性标定方法,建立了有限元仿真模型,开展了传感器温度分布规律分析,设计了静态特性标定装置,完成了相应的标定实验。仿真结果显示,传感器沿径向温度分布符合圆筒壁稳态导热模型。实验结果表明?在40℃ ~ 100℃范围内,所制备的热流传感器塞贝克系数为5.6μＶ/ ℃ ~7.0μＶ/ ℃,数值和变化趋势与标准金铂热电偶接近,所标定的塞贝克系数可直接用于小范围内热流测量,同时在冷端温度已知条件下,该标定结果同样适用于大热流测量,研究结果将对于平面型薄膜热流传感器的制备和标定具有指导意义。     

基于Zig Bee技术的大坝安全监测WSNs节点设计

针对无线传感器网络(WSNs)在大坝安全监测中的需求,结合大坝安全监测传感器网络和ZigBee技术的特点,提出一种基于射频芯片CC2430的WSNs大坝安全监测系统解决方案。简要介绍了传感器网络体系结构,重点阐述了其网络节点的硬件设计和软件设计。并在实验室环境下搭建了一个簇-树型传感器网络,对传感器网络进行了测试并对节点进行了标定。实验表明:节点采集传感器数据准确,在实验室环境下数据传输可靠、准确,数据丢失率为0。     

基于曲面拟合的NDIR单通道气体传感器快速标定算法

为了提高非色散红外(NDIR,Non-Dispersion Infrared)二氧化碳()气体传感器的标定效率,提出一种针对NDIR单通道气体传感器的高效快速标定算法.首先采集m个传感器节点在不同温度、不同浓度下对应的电压值,然后对于每个节点,将它的数据点(温度,浓度,输出电压)进行曲面拟合。拟合后的曲面作为候选曲面,测量待标定传感器的6个在不同温度、不同浓度下对应的输出电压数据点.选择一个与这6个数据点最优匹配的曲面.以此作为待标定传感器的标定曲面。实验结果表明。算法标定准确性和可靠性高。按照5%+50x的精度,算法标定的数据合格率达到99%。     

基于TDR-3的土壤水分传感器标定模型研究

无线传感器网络为土壤水分实时采集提供了经济、方便的途径,对分析土壤含水量时空变异和作物生长气候变化意义重大.将无线传感器网络与TDR-3土壤水分传感器结合实现土壤水分实时监测.为了克服TDR-3土壤水分传感器的非线性缺陷,提出利用最小二乘法对土壤水分曲线进行分段线性标定的方法,并采用相关性系数进行精度验证.实验结果表明,分段线性法所建立模型的精确度较高,而且标定模型简单实用、可行.通过标定模型的研究,使得土壤水分的无线传感器网络能够较精确地进行土壤水分的实时监测.     

机器人关节扭矩测试传感器的设计

扭矩测试对旋转机械的研究有着重要意义,通过对机器人关节扭矩的实时测试,可以了解其运行状态,便于实现柔性控制和人机协作。本文提出了一种新型扭矩传感器,其采用传感器法兰一体化结构,可直接安装于机器人关节进行扭矩测试。首先进行了弹性体的设计并通过有限元进行分析,根据应力集中原则对弹性体结构进行改进,确定传递最大应力位置,经过参数优化确定铣槽尺寸,确定了阶梯型弹性体结构。其次,采用高精度扭矩传感器对设计传感器进行标定,将实验数据进行拟合。最后分析得到扭矩传感器迟滞和线性度等性能指标。     

火箭橇用气动压力传感器在模拟试验温度下的标定方法

针对超声速火箭橇试验中被试品表面压力场分布的高精度测试需求,考虑到气动压力传感器受温度影响较大,存在明显的基线温度漂移和线性温度漂移,提出一种基于高低温试验箱的气动压力传感器温度响应特性标定方法。基于温度对压力传感器响应特性影响分析,将压力传感器在模拟试验温度环境下进行标定,建立了算法并进行了试验验证。试验结果表明,该方法能准确地反映压力传感器灵敏度系数随温度的变化关系,通过修正数据处理算法,显著提高了测试精度。     

Stewart型六维力传感器的标定方法研究

I、II类误差是影响Stewart型六维力传感器测量精度的主要因素,对Stewart型六维力传感器的测力原理和误差引入原因做了简要的介绍。为提高传感器的实际测量精度,减小测量误差,提出了一种基于标定杆的标定方案。通过理论分析验证了该方案的可行性并通过有限元仿真软件ANSYS完成了Stewart型六维力传感器的静态标定仿真实验,标定前后传感器测量精度的对比证明该方案可有效提高传感器的实际测量精度,降低I、II类误差。     

NO2电化学传感器的零点漂移校正研究

低成本、体积小、便携式的NO2电化学传感器在环境监测应用中具有较大优势,但易受环境因素影响,存在零点漂移问题。本文开展了NO2电化学传感器的零点漂移校正方法研究,标定了传感器的样气响应,测定了传感器的灵敏度,确定了传感器的探测限,分析了湿度变化对传感器零点响应的影响,采用了直接反演、单变量线性回归和二次回归三种方法进行NO2浓度反演。研究结果表明,NO2电化学传感器的灵敏度为0.156mV/10-9 ,系统探测限为2.19×10-9(3σ),二次回归模型校正最优,能较好地适应湿度快速变化及低湿度等使用环境。该校正模型采用固定灵敏度值来校正传感器零点漂移的方法,为其他电化学传感器的校正提供了参考。     

土壤水分传感器的研制

本文介绍了土壤水分传感器的设计原理,材料选择和标定方法,并给出了实验数据。     

小力值测试系统及其动态标定装置的研究

针对小力值测试系统量程较小,测试结果受环境干扰比较大这一问题,提出了一种系统动态标定方法.动态标定时,标准梯形波信号由信号发生器发出,经激振器作用到被标定测试系统上,被标定传感器和标准传感器分别输出电压信号,由数据采集卡接收至PC机进行分析计算.从系统结构、测试环境等方面分析了标定时误差的来源并加以解决.同时,介绍了利用软件模拟了标准梯形波信号调整与显示的方法.调整后的动态标定装置和标准梯形波可广泛用于各种测试工程的动态标定当中.     

Estimation of soil clay and calcium carbonate using laboratory, field and airborne hyperspectral measurements

This paper examines how reflectance spectrometry used in the laboratory to estimate clay and calcium carbonate (CaCO₃) soil contents can be applied to field and airborne measurements for soil property mapping. A continuum removal (CR) technique quantifying specific absorption features of clay (2206 nm) and CaCO₃ (2341 nm) was applied to laboratory, field and airborne HYMAP reflectance measurements collected in 2003 (33 sites) and 2005 (19 sites) over bare soil sites of a few meters within the La Peyne Valley area, southern France. Nine intermediate stages from the laboratory up to HYMAP sensor measurements were considered for separately evaluating the possible degradation of estimation performances when going across scales and sensors, e.g. radiometric calibration, spectral resolution, spatial variability, illumination conditions, and surface status including roughness, soil moisture and presence and nature of pebbles.Significant relationships were observed between clay and CaCO₃ contents and CR values computed respectively at 2206 nm and 2341 nm from reflectance measurements at the laboratory level with an ASD spectrophotometer up to the HYMAP spectro-imaging sensor. Performances of clay and CaCO₃ estimations decreased from the laboratory to airborne scales. The main factors inducing uncertainties in the estimates were radiometric and wavelength calibration uncertainties of the HYMAP sensor as well as possible residual atmospheric effects.     

基于高频电容原理的土壤剖面水分传感器研究

为了实现土壤剖面不同深度的水分测量,基于高频电容原理,研制了一种能够自动、连续监测土壤剖面动态含水量的水分传感器。通过实验,建立了传感器数学标定模型,并对传感器进行了相关性能测试。通过对比分析土壤水分实际值与传感器测量值,结果表明:传感器最大绝对误差为-5.10%。传感器测量水分梯度变化明显,可用于土壤剖面不同深度水分的测量,具有低成本、低功耗的特点,可应用于农林业实际生产。     

加速度传感器动态校准系统不确定度评估方法的研究

针对加速度传感器动态校准获取其工作频带的过程中,因校准系统存在测试不确定度导致传感器校准不准确的问题,设计了某型号加速度传感器的动态校准试验,以试验数据为依据提出了系统不确定度评估方法。通过对冲击试验台为冲击激励源构成的动态校准系统测试过程中几个主要误差源的分析,结合文中提出的系统不确定度评估方法计算出校准系统的测试标准不确定为1.77%,扩展不确定度为3.54%。对比测量仪器特性评定相关指标可知该校准系统符合工程校准需要,而该评估方法的提出对校准系统的不确定度评估有一定的现实指导意义。     

土壤墒情监测中的潮汐现象探析

潮汐现象是沿海地区的一种常见的自然现象,受太阳和月亮等天体引潮力的作用,地球的岩石圈,水圈和大气圈都会产生周期性变化。作为覆盖在地球陆地表面的土壤,在引潮力作用下,不同土层含水量也会发生周期性变化,这种周期性变化在干旱地区往往难以观测,在土壤相对湿润的环境条件下,使用高灵敏度的土壤墒情监测设备可以捕捉到该现象。阐述潮汐现象的相关理论,建立土壤墒情潮汐模型,分析土壤墒情潮汐现象,利用频域反射原理传感器对土壤墒情进行多年监测实验,从大量的采集数据分析,发现疑似土壤墒情潮汐现象,为避免该现象对土壤墒情监测的影响提供一定的理论依据。文中试验结果并不深入,方法、仪器、地点、环境都可能对试验结果有影响,仅供参考。     

高g值加速度计动态线性测试冲击方法研究

高g值加速度传感器动态线性测试描述了传感器的输入、输出以及频率三者之间的关系,反映了在某一特定频率下传感器的线性特性.基于霍普金森杆校准系统动态线性测试的一个关键技术是通过实现内弹外弹两粒弹丸的同步撞击,以此来实现两子弹作用于杆上的冲击加速度脉冲的频率相同,实现加速度传感器动态线性测试.本文基于动态线性测试方法,对子弹的同步撞击方法与子弹形状进行了仿真与实验研究.结果表明:实验室无法实现内外弹的同速异步撞击;将用于动态线性测试的内外弹绑定和改变内外弹截面积对第1次压缩波基本没有影响;该结论为利用霍普金森杆做加速度传感器动态校准提供了理论基础和现实依据.     

高温微压力传感器校准实验系统的研究

为满足高温光纤微压力传感器校准实验的需要,在分析传感器测量结构和校准原理的基础上,设计了一套基于高低温试验装置和上位机人机软件的校准实验系统。对某一传感器样品进行了校准实验,结果表明,该系统能模拟传感器真实的工作环境,实现传感器在高温微小压力环境下的校准,并且具有很好的可靠性和稳定性。     

飞行试验总静压参数现场校准技术研究

某型试验机由于一体化改装状态限制,总静压传感器拆卸困难,难以实现实验室校准,通过对总静压参数测试、校准原理以及现场环境下的误差影响关键因素开展研究提出一种新的现场原位校准方法以解决该问题。为验证该方法在飞行试验数据测试工作中的准确及实用性,在该型试验机地面试验现场采用提出的在线校准方案进行校准,结果表明,校准数据线性度高,经过校准后的传感器基本误差优于0.1%。经过飞行试验工程验证,该校准方案可满足飞行试验测试数据精度要求,为机载参数校准工作的流程和精度优化提供一种新思路。     

飞行试验脚蹬力测试系统在线校准技术研究

飞行试验中脚蹬力测试系统的校准,常规采用将测试系统拆卸后进行校准的方式,易造成传感器损坏,且所经环节多工作效率低。本文对脚蹬力传感器测力原理及供电电压对传感器输出的影响进行研究,提出一种新的脚蹬力测试系统在线校准方法以解决上述问题。并对该方法进行验证,对多架试验机共6组脚蹬力测试系统分别采用传统方法及新方法进行校准,结果表明两种校准方法下的校准曲线基本一致,最大偏差不超过总测量范围的0.15%,满足飞行试验机载测试精度的需求。最终表明该校准方法准确可靠,可应用于机载脚蹬力测试系统校准。     

测试／校准实验室如何建立管理体系

测试／校准实验室是为社会提供测试／校准有效数据的实体,为保证测试／校准结果的有效,军事测试／校准实验室应按照GJB2725A-2001《测试实验室和校准实验室通用要求》建立管理体系。依据GJB2725A-2001的要求,在管理体系建立上,通过组织准备、管理体系策划、文件编制、管理体系试运行、管理体系正式运行和保持等五个方面的分析,探讨了军事测试／校准实验室应如何建立和保持一个运行有效的管理体系的方法。     

一种土壤水分检测仪的设计

在土壤水分检测的各种方法中,传感器法具有其许多优点。本文就是利用土壤水分传感器设计了一种土壤水分检测仪,阐述了其组成和工作原理。试验表明,利用本检测仪测量土壤含水量与烘干称重法测量值的差值在5%以内,具有测量准确度高,测量速度快,显示直观,使用简单,价格低廉,操作方便的特点。