一种低成本滑觉传感器的试验研究

滑觉检测是机器人实现软抓取的关键环节.为提供可靠的、全面的滑觉信息,提出了一种低成本的基于光电原理的小型滑觉传感器并进行了性能试验研究.该传感器主要由弹性触头和一对光电管组成,结构简单,成本低.通过把物体滑动时造成的微小震动信号转化为光电信号,既而由信号处理来实现滑觉检测.性能试验表明,该传感器不仅能够提供可靠的滑动信号,并且可以通过数据处理提供滑动程度的判定,本文通过试验建立了判定模型.     

数字滤波技术在称重系统信号采集中的应用

分析了数字滤波技术中惯性滤波和滑动平均滤波器的数学原理,性能和特点.根据称重系统的实际需要和精度要求,并基于惯性滤波和滑动平均滤波法设计了一种复合数字滤波器.通过实验验证该滤波器能更加有效地滤除称重传感器信号中的干扰信号.并给出了本方法应用的领域和要求.     

一种高实时性滑觉传感器滑动程度判别模式

光电滑觉传感器是利用光电效应原理,将机械的滑动通过光信号转换为电信号加以检测。光电滑觉传感器的实时性与传感器对滑动程度的判别模式直接相关。通过分析典型的滑动信号,对比传统的滑动程度判别模式,提出了一种新的高实时性滑动程度判别模式,即根据滑动信号单个波形和时间轴包围面积,与滑动信号最大值和波形所占时间乘积的比值大小来判断滑动程度。经试验验证:当上述比值小于25%时,被抓物体与机械手间没有相对滑动。     

一种声电式滑觉传感器的实现与测试

滑觉检测是机械手实现软抓取的关键环节,提出了一种简易低成本的、以声电转换器为基础的滑觉传感器,该传感器通过声电转换器拾取由接触与滑动产生的微振动信号,并将其转换成电信号。具体介绍了以声电转换器为基础实现滑觉传感器的测试分析过程,并介绍了该传感器的结构与工作原理、调理电路和信号处理。测试分析结果表明:该传感器可提供有效的接触与滑动信号,其研究与应用具有一定的可行性。     

海洋剪切流传感器信号采集系统研究

剪切流传感器输出信号微弱并受到噪声的干扰,需要经过放大与滤波才可以使用,另外传感器信号采集频率相对较高导致存储量增大,为此开发低功能、高性能数据采集系统.该系统由电荷放大器,MSC1210芯片、LPC2114芯片、数据存储卡构成.电荷放大器对传感器信号滤波与转换,MSC1210对信号进行处理采集,LPC2114控制存储卡存储数据.为测试该数据采集系统性能,与数据采集卡PCI-6024E进行对比试验,试验表明该数据采取集系统工作可靠满足测量要求.     

加速度传感器信号数据处理中滤波算法的应用

某型号装备评估试验中,针对加速度传感器输出信号混杂的尖峰噪声和随机噪声对数据分析产生的影响,提出了一种基于巴特沃斯低通滤波和滑动平均算法相结合的数据处理方法来提取有效信号.仿真验证表明这种方法能够分离出有用信号的特征参数,抑制噪声的输出,满足工程试验数据分析的需求.     

硅压阻压力传感器在地下水监测中的应用

154N型硅压阻压力传感器具有结构紧凑、性能可靠等优点,被广泛应用于低压力监测场合.该传感器内部具有温度补偿电路以及经过激光调整的增益调节电阻,使得信号调理变得简单易行.为检测该传感器及其调理电路的性能,在同一套调理电路中分别应用了相同型号的四只传感器,以记录每只传感器在相同压力值的信号输出,并计算确定每只传感器的输出信号随压力变化的相关系数.通过对比四只传感器的相关系数,验证了传感器及其应用电路适用于液位测量.     

压电传感器在动平衡测量系统中的设计与应用

传感器是动平衡测量系统中的重要元件之一,是一种将不平衡量产生的振动信号不失真地转变成电信号的装置.利用压电式力传感器作为动平衡测量系统中的敏感元件来测量不平衡质量引起的振动.重点阐述了该压电式力传感器的结构设计、安装位置设计及振动信号检测中的关键问题.同时,详细分析了该传感器的信号调理电路特点.现场实验结果表明,设计的压电式力传感器在动平衡测量中的性能良好.     

一种城市环境中移动传感器网络的RF信号估值算法

在城市环境中移动传感器网络节点之间的RF信号受反射、衍射以及多径衰落等多种传播方式的影响很大,导致基于节点RF接收信号的定位、跟踪等移动传感器网络应用很难实用化。针对该问题提出一种对城市复杂环境具有鲁棒性的基于阈值的RF信号估值算法。通过分析可知,该算法复杂度低,能够实现复杂环境下RF信号的突变检测,并充分利用Kalman算法的优势进行最优的RF信号估值。最后仿真实验证明,该算法比传统的Kalman算法和滑动窗口算法具有更优的估计性能。     

ARM平台的高精度滑动测频法

基于ARM平台设计了一种改进滑动测频法.该方法定时更新一个运行参数序列,以同时记录脉冲信号计数值和脉冲信号采集时间,并由运行参数序列求取被测脉冲信号的频率值.该方法有效解决了传统测频法测量结果更新时间长,只适用于高频信号的测量的问题.试验结果表明,所设计的改进滑动测频法提高了测量结果的实时性,同样适用于低频信号的测量,且实现简单.     

仿生假手触滑觉研究

实现人体假手的触滑觉传感器，包括其结构设计、传感信号的采集、处理和感觉信息输出。传感器采用PVDF作为敏感材料，柔顺的传感器表面和小巧的尺寸使之能完全应用于仿生假手的手指上。信号调理电路完成信号的放大、滤波。信号数字处理完成触觉、滑觉信号的分离，并根据特征值的大小判断是否输出相应的感觉信息。     

安全阀阀瓣膜传感器标定的理论与实验研究

通过对安全阀阀瓣膜传感器进行ANSYS数值模拟和相关实验研究,从理论和实验两方面探索了对阀瓣膜传感器进行标定问题,经过实验验证后,提出了一种准确可行的标定方案.首先,采用ANSYS软件模拟了阀瓣膜传感器承受不同载荷下的应变与压力的关系;同时也设计了一套阀瓣膜传感器的标定实验装置,利用该实验装置对阀瓣膜传感器进行了标定实验.标定实验结果分析表明,阀瓣在承受不同载荷的情况下,应变与压力呈良好的线性关系,线性度达到99.9%,并与相同载荷情况下ANSYS分析结果完全吻合,从而验证了这一标定实验方案的可靠性;通过对阀瓣膜传感器的灵敏度、线性度、重复性、滞后性等指标进行分析,结果显示其参数满足一般传感器的标准,验证了该传感器的可行性.     

体感手环控制幻灯片翻页方法及装置设计

针对课堂教学中教师需要手握激光笔遥控PowerPoint幻灯片翻页的问题,提出了体感手环控制幻灯片翻页的方法,设计了基于MPU6050传感器的体感手环教学控制装置,该装置采用体感无线手环和教学接收装置组成的无线数据传输控制结构,重点研究并提出了手势动作定义、手势信号感知与预处理和手势特征提取等算法,并通过该装置的设计和测试,进行算法有效性和准确率的验证。实验结果显示,系统能够有效识别向左或向右一挥的手势动作,能够可靠控制PowerPoint幻灯片向上或向下翻页,实现设计效果。     

The optimisation of a paired emitter-detector diode optical pH sensing device

With recent improvements in wireless sensor network hardware there has been a concurrent push to develop sensors that are suitable in terms of price and performance. In this paper a low-cost gas sensor is detailed, and significant improvements in sensor characteristics have been achieved compared to previously published results. A chemical sensor is presented based on the use of low-cost LEDs as both the light source and photodetector, coupled with a sensor slide coated with a pH sensitive colorimetric dye to create a simple gas sensor. Similar setups have been successfully used to detect both acetic acid and ammonia. The goal of this work was to optimise the system performance by integration of the sensing technique into a purposely deigned flowcell platform that holds the colorimetric slide and optical detector in position. The reproducibility of the sensor has been improved through this arrangement and careful control of deposited film thickness. The enhanced reproducibility between sensors opens the potential of calibration-free measurement, in that calibration of one sensor can be used to model the characteristics of all sensors in a particular batch.     

Performance analysis of an integrated piezoelectric ZnO sensor for detection of head–disk contact

Integrated capability for detection of head–disk contact is desired for magnetic sliders with near-contact flying height. At the same time, fabrication of added features should be compatible with the existing slider micromachining process which is highly specialized and cost sensitive. Aimed at meeting the two requirements, a novel sensor configuration is explored in the present study. The new sensor configuration consists of a piezoelectric zinc oxide (ZnO) thin-film sensor sandwiched in the magnetic slider on its trailing side. Coupled structural and piezoelectric finite-element analysis for a sensor–slider–suspension assembly was performed to investigate the dynamic sensing performance. Output voltages on the millivolt level were obtained under typical head–disk interactions. The second in-plane bending mode of the slider was found to be the major contributor to the output voltage. Parametric study further showed that a thicker ZnO layer generally generated a larger output, while the thickness of the slider overcoat had only minimal effect. Simulation results from harmonic and transient analyses demonstrated that the piezoelectric thin-film ZnO sensor was sufficiently sensitive for detection of head–disk contact.     

Highly sensitive detection of HCl gas using a thin film of meso-tetra(4-pyridyl)porphyrin coated glass slide by optochemical method

The meso-tetra(4-pyridyl)porphyrin (MTPyP) deposited on glass slide by dip coating was used as a solid state sensor for HCl gas detection by optochemical method. Exposure of MTPyP coated glass slide to HCl gas results in the formation of protonated meso-tetra(4-pyridyl)porphyrin (PMTPyP). UV-vis and fluorescence spectral methods were used to study the protonation of MTPyP both in solution and on solid state. The absorption spectrum of MTPyP modified glass slide shows an intense Soret band at 427 nm, which is shifted to 470 nm upon exposure to HCl gas. The concentration of HCl gas was monitored from the absorbance changes of Soret band of PMTPyP at 470 nm. The detection limit of the solid state sensor was found to be 0.01 ppm. The recovery rate of the solid state was very fast and it was monitored by UV-vis and fluorescence techniques with successive exposure to HCl gas and ammonia vapor with nitrogen gas. The planarity and energy of the molecule have changed after exposed to HCl gas which was confirmed by ab-intio calculation using Gaussian software. The response of the solid state sensor towards HCl gas was highly stable for several months.     

基于触滑觉感知的智能假肢抓握控制方法研究

【】触觉和滑觉感知功能是仿生假手不可或缺的感知功能。本文在原有智能假肢的基础上,通过对触滑觉感知方法的研究,包括触滑觉传感器的选型、后续测量电路的设计和测点布局分析等,开发了一种可以同时实现触觉和滑觉感知的智能假肢。进而,通过模糊逻辑控制方法的引入,实现了假肢的可靠抓握功能及抓握保持过程中的自适应响应控制。实验结果表明,该智能假肢可以实现假肢抓握的稳定控制,并在被抓握物体产生滑动时进行精准快速的自适应响应控制。     

基于多普勒传感器的一种列车测距测速方法

提出了一种利用多普勒传感器进行列车速度准确测量的方法,实现了对列车实际移动速度的准确测量和列车启停运行状态的测试记录和分析,解决了传统车轴传感器在车轮打滑和滑动时因速度误差造成的数据不准确问题。     

水下机器人传感器故障诊断

在分析水下机器人传感器故障形式的基础上，对传感器可能出现的三种故障形式分别给出了相应的诊断方法，即通过传感器长时间采集不到数据来诊断传感器信息保持不变的故障，线性平滑滤波解决传感器输出振荡，小波变换检测传感器信息的突变．海中试验验证了本方法的可行性．     

基于CAN总线的汽车轮速传感器设计

传感器网络化是传感器领域发展的一项新兴技术。它在统一网络协议的基础上实现传感器信号的数字化、网络化的变送。介绍了一种基于CAN总线的汽车轮速传感器的设计方法及有关芯片的功能,设计研究了轮速传感器信号处理电路并用单片微机进行信号的采集和处理。所设计的传感器测速系统测量实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。