一种新型声表面波温度传感器的研究

利用声表面波技术（ｓｕｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅ，ＳＡＷ）研究传感器，能使传感器无源且易于实现遥测，从而可以使其应用于某些普通传感器无法应用的特殊场合。研究设计了一种ＳＡＷ无源温度传感器以及相应的遥测系统，指出了其中的几项关键技术，计算了该传感器的灵敏度。实验证实，这种温度传感器及其系统是完全可行的。它不仅具有灵敏度高、测温范围广等特点，而且由于传感器的无源和遥测，可望用于转子温度测量等特殊场合。     

基于小波变换的掌纹特征提取

掌纹中不同区域的纹线方向和空间频率代表着掌纹图像内在的特征。为了提取该特征,提出了一种基于原始灰度图像的小波变换的新算法。由于该算法直接对原始的灰度图像进行处理,而无需对图像进行预处理(例如图像增强、滤波、区域分割、二值化、纹线细化等),因此它与传统的细节特征识别方法相比大大减小了计算消耗。对一个小的掌纹图像数据库,使用K近邻(K-NN)的分类器对算法进行了实验,得到了很高的分类正确率,验证了算法的有效性。     

基于GPRS/GSM的低功耗无线远程测控终端设计

设计了基于GPRS/GSM混合通讯的低功耗数据采集与传输终端,用于定时采集数据并通过GPRS网络上传数据至监控中心。在GPRS网络拥堵时,终端自动切换至SMS方式进行数据传输。终端的主控单元采用超低功耗单片机MSP430,在非工作周期进入LPM3低功耗模式,减少闲时在线功耗。48 h现场测试结果表明,终端能可靠采集和上传数据。GPRS传输的丢包率为6.94‰,混合通讯丢包率为0;其传输平均延迟为1.126~2.669 s;工作周期和低功耗模式的功耗分别为200 mW和0.2 mW。     

基于GPRS/GSM的低功耗无线远程测控终端设计

设计了基于GPRS/GSM混合通讯的低功耗数据采集与传输终端,用于定时采集数据并通过GPRS网络上传数据至监控中心。在GPRS网络拥堵时,终端自动切换至SMS方式进行数据传输。终端的主控单元采用超低功耗单片机MSP430,在非工作周期进入LPM3低功耗模式,减少闲时在线功耗。48h现场测试结果表明,终端能可靠采集和上传数据。GPRS传输的丢包率为6.94‰,混合通讯丢包率为0;其传输平均延迟为1.126～2.669s;工作周期和低功耗模式的功耗分别为200mW和0.2mW。     

多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料压敏元件特性

为研究碳纳米管填充聚合物复合材料的压力敏感特性,将硅橡胶为基体、多壁碳纳米管为填料的复合材料涂覆在印制板基底上,经溶剂挥发成膜,制备出柔顺式复合材料压敏元件。对碳纳米管质量分数1.6%、4.3%、9.3%的元件进行压阻特性测试,在单轴步进压力下实时检测压力和元件电阻。结果表明,压敏元件在0～110N单轴步进压力下表现出正压阻效应,特性曲线的变化区间与碳纳米管质量分数相互对应。提出压阻效应的机理是元件在压力作用下产生变形,导致碳纳米管导电网络发生破坏与重构。扫描电镜分析表明,碳纳米管随机取向分散于硅橡胶基体中,形成1-3型复合结构。该新型复合材料压敏元件可用于开发柔顺式力传感器。     

可多线程测量的模拟钻杆四分量力虚拟仪器

为分析钻杆的井下受力状态,应用直梁应变片式测力传感器,研制了一种基于虚拟仪器平台的钻杆四分量力测量系统。传感器系统随钻柱同轴旋转,终端单片机定时采集试件所承受的径向力、轴向力和扭矩等参数。L abV IEW调用串口A ctiveX控件的M SComm中断通讯模式,并结合I/O子系统设置和数据同步方法,实现了串口无线采集和钻杆转角测量的多线程检测。实验结果表明,该系统能够实现模拟钻杆在低钻速条件下(<180 r/m in)的实时测量,为钻杆振动特性的理论分析提供了实验依据。     

基于修正矩法的数字太阳敏感器图像处理

为提高数字太阳敏感器的角度测量精度,降低计算量,提高运算速度,选用矩法进行太阳成像质心的估算。针对矩法对图像背景敏感的缺点,考虑数字太阳敏感器所成图像背景大而有效亮斑小的特点,对矩法进行修正以消除背景影响,通过小孔衍射的计算机仿真结果确定修正矩法中的关键参数。在数字太阳敏感器的标定实验中,用修正矩法处理图像,分析了影响质心精度的因素,结果表明修正矩法在很大程度上消除了背景对质心估算精度的影响。综合各种误差因素后,在整个±64°视场内太阳敏感器成像质心的估算精度达到0.02像素。     

用于测量曲面间隙的电涡流传感器线圈

采用电涡流传感器测量两曲面间的微小间隙时,为了使小外径的薄形曲面线圈满足线性测量范围及灵敏度的要求,采用简化目标函数的设计方法,在线圈电参数计算的基础上,结合线圈磁场的分布规律,对曲面线圈的性能加以分析和预测,实现探头线圈参数的优化设计。根据求解的结果,以线径为50μm的漆包线绕制外径为10mm的线圈进行了试验。结果表明:探头线圈满足测量范围及灵敏度的要求,且具有良好的线性度。     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明,无GPS辅助时,纯惯性导航在120s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

转子弯曲信号的特征及其零漂补偿方法

在转子弯曲量监测系统中，为防止由电涡流传感器获取的转子弯曲信号零点漂移所引起的对监测结果可靠性和稳定性的损害，根据转子弯曲信号虽是一种缓慢变化的交流电压信号，但信号峰谷对称中心的变化与直流电平的变化规律相似这一特征，充分利用单片微机的软件资源，提出一种以弯曲信号峰谷对称中心线为比较基准实现零漂补偿的新方法及相应的数学模型，并将它用于智能偏心监视仪的研制。分析了算法的原理误差，给出了试验结果