适于NTC传感器的可互换温度测量仪

本文介绍了一种使用负温度系数热敏电阻器的温度测量仪。该仪器把具有指数特征的温度函数直接转换为线性输出,从原理上讲此种转换无转换误差;另外该仪器从设计上对传感器的不一致及电路元件的精度影响作了处理,实现了免调节、对电路器件精度无要求,从而解决了ＮＴＣ传感器应用时所遇到的线性化及一致性问题。     

基于红外传感器的CO2气体检测电路设计

利用红外吸收型CO2气体传感器设计了一种CO2气体检测电路,详细阐述了其结构和工作原理。该电路具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、抗干扰能力强等优点,简单易用,快速直读,价格低廉,具有较好的应用前景。     

红外吸收法测定烟气中CO2浓度的研究

根据CO2气体对红外线的吸收特性,利用红外吸收传感器设计了一种CO2气体的检测方法,详细阐述了其工作原理,并对系统进行了硬件电路和软件框图设计。红外吸收法测定CO2浓度实现了对CO2气体的高精度、高选择性的检测,具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点,具有广泛的应用前景。     

基于氢传感器的管道泄漏检测仪电路设计

利用电化学式氢气传感器设计了一款管道泄漏检测仪。详细阐述该检测仪器所使用的H2／M-1000传感器结构及工作原理,然后为其设计一种提供恒定电位的供电电路,最终构造出具有灵敏度高、反映迅速的气体变送器电路。该查漏仪检测电路具有响应时间快、抗干扰能力强等特点,具有很好的应用前景。     

基于STM32F407和S-MODULE的在线多组分气体分析仪研制

针对智能制造大环境下对工业现场第一手数据高效获取的需求,研制了一款在线多组分气体分析仪。仪器采用基于NDIR(非分光红外辐射)技术的数字传感器S-MODULE作为主要检测设备,以STM32F407作为微控制器,完成了S-MODULE传感器驱动电路,温度控制和压力补偿电路的硬件方案设计。同时完成了以嵌入式实时操作系统RT-Thread作为架构平台的软件框架设计和线程设计。针对仪器结果受环境压力影响的状况,对仪器输出结果采用非线性拟合的方法进行校正。实验表明,仪器具有较高的精度。     

网络式仪器总线同步协议的精确时间戳生成方法的研究

网络式仪器总线是一种基于M-LVDS技术的面向仪器应用的多主式仪器总线。由于仪器应用中对实时性的要求很高,基于IEEE-1588时间同步协议实现了网络式仪器总线的时间同步机制。为了获得更高的同步精度,设计了一种物理层时间标记的硬件电路。该电路采用移相时钟时间测量方法,用低速的时钟信号实现了高分辨率的时间标记电路。最后,采用Xilinx公司的Virtex5系列FPGA芯片研制了相应的测试平台。实验结果表明,在此测试平台上,网络式仪器总线的同步精度可达到10 ns。     

无刷双馈风力发电系统电压电流采样设计

为了实现在无刷双馈风力发电系统中,精确、及时地对电压电流信号进行采样,以及解决控制板上各路信号采样电路通用性的问题,采用了直流采样方法。将高速线性光耦HCNR201以被测电路和控制电路电气隔离的方法应用到所设计的采样电路中;通过开展所设计电路的理论分析,建立了电压电流霍尔传感器采集数据与单片机采样数据之间的关系;在理论分析的基础上,在无刷双馈风力发电系统实验平台上进行了试验,得到了电压电流霍尔传感器采集数据与单片机采样数据之间的实际传递函数;最后,对传递函数理论拟合曲线和实际拟合曲线进行了比较。试验结果表明,所设计的无刷双馈风力发电系统电压电流信号检测方法误差小、可靠性强,为下一步研究提供了参考。     

基于MSP430F149的温湿度测控仪设计

针对市场上已有温、湿度仪功能单一,电池使用时间短以及不能组网使用等问题,提出了一种基于MSP430F149单片机设计的温、湿度测控仪,重新设计了板上传感器接口电路、电源电路以及RS232/RS485通信电路,克服了原有仪器在这上面的一些缺点,此外该仪器还提供了4 mA～20mA电流接收转换电路、实时时钟电路以及继电器控...     

超声电视成像测井仪的磁通门传感器设计

在超声电视成像测井仪器中,磁通门传感器用于确定图像的方位.依据仪器的结构特点,设计了圆环形磁通门传感器探头.依据该仪器的磁定位只需反映地磁强度的周期变化的特殊需求,简化了检测电路,提高了高温环境下的稳定性和可靠性.针对不同线圈参数,给出电路的调试与刻度方法.实验结果表明:该传感器在高温环境下稳定工作,输出信号频率稳定,具有很高的实际应用价值.     

网格化空气质量监测仪中气体干扰模型的建立北大核心CSCD

网格化空气质量监测仪(简称微型站)利用内部集成的电化学气体传感器检测NO2、SO_(2)、CO和O_(3)等空气污染物,具有成本低、体积小等优点,但电化学传感器自身存在的气体交叉干扰问题极大地影响了监测结果的准确性。通过一元、多元线性和多元非线性回归分析的方法研究了微型站内的4种传感器的交叉干扰模型。结果表明:NO_(2)、CO传感器符合一元线性模型,拟合优度(R^(2)值)分别为0.9778和0.9898;而多元线性模型更适用于O_(3)和SO_(2)传感器,R^(2)值分别为0.9773和0.8901。在此基础上,通过进一步引入气体浓度交叉项进行优化,可以使SO2传感器的R2值提升至0.9294。气体交叉干扰模型的建立和优化有助于提高微型站对空气污染物的监测能力,同时为厂家设计和改良仪器提供参考。     

一种多参数自确认传感器故障诊断方法

提出了多参数自确认传感器概念,给出了多参数自确认传感器的功能模型.故障诊断单元是实现其多参数自确认功能的重要部分,研究了一种基于偏最小二乘法(PLS)和支持向量机(SVM)的多参数自确认传感器故障诊断方法.利用PLS提取多参数自确认传感器已知工作状态数据的主成分,作为表征多参数自确认传感器各种工作状态的状态特征矩阵,并对其进行特征编码;利用状态特征矩阵作为输入,状态特征编码作为目标训练SVM分类机,得到SVM分类机的参数.在故障诊断单元中,利用PLS在线提取多参数自确认传感器测量数据的状态特征矩阵,输入训练完成的SVM分类机进行分类,最终确认多参数自确认传感器的工作状态.实验结果证明了该方法的有效性.     

Development of integrated high temperature sensor for simultaneous measurement of wall heat flux and temperature

In this paper, an integrated water-cooled sensor has been developed to simultaneously measure the heat flux and temperature at the wall of a scramjet combustor. The upgrade sensor was designed based on the principle of Gardon heat-flux gauge with many improvements. The sensor was well calibrated by both conductive heating sources and blackbody cavity device. The effects of structural material and dimensions on the sensor's responses were examined. Both the experimental measurements and numerical simulation were conducted and showed that the new sensor has the maximum measure ability of heat flux of 400 W∕cm(2) and stagnation temperatures up to 1920 K along with satisfactory response time.     

传感器数据证实技术应用研究

传感器技术是现代测试和控制技术的灵魂 ,传感器输出信号的质量关系到整个系统性能的好坏程度。传感器数据证实技术是测控领域中的关键技术之一 ,文中提出了基于神经网络预测器的传感器数据证实技术。首先利用神经网络对传感器输出的时间序列建立预测模型 ,然后利用该模型预测出传感器输出值 ,并用该值与传感器实际输出值之差判断传感器实际输出的可靠性和有效性 ,进而减小不同环境噪声对传感器输出数据的影响。同时 ,为了实现在线应用 ,采用了遗传算法对神经网络的优化技术。实践表明 :文中提出的基于神经网络的传感器数据证实技术对缓变信号和快变信号都有很好的效果     

应用于条干均匀检测的长直圆柱面电容传感器

鉴于传统结构的电容传感器不能多径向测量圆形截面棉条的缺点，提出采用长直圆柱面式电容传感器对棉条的均匀度进行检测，从而得到更准确的数据。根据棉条的介电常数与传感器电容值之间的关系，推导出长直圆柱面电容传感器的数学模型，并分析了传感器的结构参数对传感器电容值变化的影响。采用一种新型的基于充放电原理的微电容测量电路，测量加入不同粗细的棉条时，传感器电容值对应的输出电压，验证了传感器的数学模型。     

Gardon型热流传感器隔热技术的优化

在无法向外散热的情况下,采用Gardon型热流传感器测量火焰强度的热流密度时,传感器对于热量的处理只能选择用储热体来吸收,故该类型的传感器有了工作时间的限制.为增加Gardon型热流传感器的工作时间,对其隔热技术加以改进,效果较为明显.     

一种应变式六维力传感器的动态设计

以欧拉-伯努利梁的动力学为基础，建立十字梁六维力传感器的动力学模型，以该动力学模型为基础分析传感器各个方向的固有频率，探讨传感器的动态设计问题，并探讨了传感器维间耦合的本质关系。用有限元分析方法证实了建立的解析模型的有效性，传感器的解析模型可以作为传感器主动设计和优化设计的依据。     

基于MSP430单片机的高精度压力变送器

介绍了以超低功耗单片机MSP430为核心的高精度压力传感器的硬件电路设计,针对压力传感器的温度漂移问题分析了用于温度补偿的BP网络算法,通过单片机对MPM280压力传感器的温度和压力信号采集,构造4层BP神经网络进行离线训练,将训练好的网络模型利用C语言完成编程,研究了单片机软件实现方式。结果表明:利用MSP430单片机减少了系统功耗,其丰富外设减小了传感器体积,利用单片机对传感器的温度和压力A/D采样值离线训练减少了信号误差,利用BP网络算法提高了传感器的精度,传感器的精度为0.1%。     

回转器及其应用

叙述了在自动控制、仪器仪表、信号变换以及传感器信号采集与处理等电路中实现大时间常数的一种新方法。根据近代电工理论中的回转器原理,利用运算放大器及电阻、电容器件可以实现模拟电容和模拟电感。给出了理论计算与应用实例。     

用于aPTT测量的Parylene-C增强型石英晶体微天平耗散检测系统

房颤、血栓等患者抗凝药物日常口服等场景迫切需要凝血参数快速检测,本文设计和制作了一种Parylene-C增强型石英晶体微天平(QCM)传感器及其耗散因子检测系统用于凝血测量。首先使用Parylene-C有效增加石英晶体微天平传感器的峰峰值和有效使用次数,基于传感器耗散因子对血液凝固过程血液粘弹性变化敏感,设计电导谱分析法的压电传感器耗散因子快速测量系统,对血浆部分凝血活酶时间(aPTT)进行测量。并用SYSMEX CS 5100光学凝血仪、Lambda 950分光光度计验证系统测量结果。实验表明,Parylene-C增强型QCM传感器信号峰峰值增加8±1%,传感器aPTT实验有效重复使用次数为30次,系统30℃温差最大耗散偏移2.09×10-6。aPTT耗散曲线与光学法(lambda950)吸光度曲线变化趋势一致。与SYSMEX CS 5100临床结果线性拟合决定系数R2为0.99。同样本10次重复实验结果变异系数为1.48%。Parylene-C增强型QCM传感器与耗散分析法的联合应用具备多场景下凝血参数快速检测的能力,系统温度稳定性好,具有满足即时检测应用的潜力。     

基于SOC单片机及MODBUS协议的数字模拟传感器

为适应越来越多的数字化传感器的应用要求,同时为兼顾传统应用场合对标准模拟变送信号的需要,设计了一种数字模拟一体化的力敏传感器,采用精确信号混合型SOC单片机C8051F353为控制核心,利用C8051F353片内资源对力敏传感器的应变电桥输出信号相应的放大、ADC转换等处理,应用MODBUS协议通过RS-485接口将传感器信号以数字方式输出,并设计了4～20 mA电流输出电路.传感器目前已经批量应用于油田、港口等测力场合,工作可靠稳定.