用于非金属目标非接触位置检测的单片式电容传感器

利用印刷电路板加工工艺研制成了一种适于非金属目标位置检测的单片式电容传感器,工作原理是金属电极的近场效应。研究了传感器的阻抗频率特性以及传感器工作频率与检测系统灵敏度的关系,得到了使检测系统灵敏度最大的工作频率(1MHz)。用该传感器对36g/m2的胶片和10mm厚的玻璃体两种非金属目标位置进行检测。结果表明:在0.1mm量程内,检测系统的线性较好;在0.2mm量程内,非线性也不超过16.5%。     

基于AdaBoost算法的快速虹膜检测与定位

针对目前虹膜检测和定位方法中检测速度和定位精度等方面存在的不足,提出了一种利用AdaBoost算法进行虹膜快速检测和定位的方法.根据虹膜灰度图像的空间结构特征,提取出3类能反映这些结构的Haar-like矩形特征,从中挑选对虹膜图像有最好区分性的385个特征构成弱分类器,再组合生成强分类器.使用正负样本图像训练后,由强分类器级联组成了一个23层分类器系统.实验结果表明:该分类器系统的检测速度平均可达66帧/s,正样本的识别率约为96%,满足了虹膜识别系统实时性的要求.与其他方法相比,有更高的检测速度和定位精度.     

微小平面电感线圈近场涡流效应模型

微小平面电感线圈是一种新型的近场电涡流检测敏感器件,能够应用于复杂表面之间和微机电系统中实现准确的位移测量或无损检测。为了研究微小平面电感线圈的近场涡流效应对其自感和阻抗的影响规律,以轴对称时谐电磁场理论为基础,根据微小平面线圈近场涡流效应的特点,建立了描述微小平面线圈的自感和阻抗变化的数学模型,并进行了详细的模型解析和实验验证。验证结果表明,建立的数学模型具有很强的可计算性,并能够与实验结果很好地相符合,可以为微型平面线圈电涡流传感器的设计提供依据和指导。     

棉花中异性纤维的多光谱检测

为有效检测棉花中与棉纤维形态、色泽极其相似的异性纤维杂质,提出一种利用多波段光谱信息融合成像检测的新方法。针对6种肉眼极难识别的异性纤维:无色塑料、黄麻、编织袋、白头发丝、白羊毛、猪鬃在7个离散波段光谱中的反射特性,获得不同波段光谱图像中异性纤维与棉纤维的图像特征差别,由此确定检测各异性纤维的最佳光谱波段。采用基于区域信息相关度权值小波分析算法将多个波段的图像进行融合,得到具有完整异性纤维特征信息的单幅杂质图像。实验结果表明,在多波段光谱融合图像中,异性纤维灰度、形态特征明显,可有效识别棉花中异性纤维杂质。     

地震勘探仪器的RS-485高速数据/能量传输

为实现地震勘探仪器采集的大容量数据的高速远距离长线传输,比较数据传输方式,提出了RS-485总线的高速串行数据传输方法,应用FPGA技术,研制了数据传输系统。分析RS-485数据传输的影响因素,设计了系统总体结构及传输协议。基于以太网供电原理,采用RS-485总线供电方式,实现48V直流能量与数据沿同一线对的叠加传输。利用串行信号的跳变沿作为高速时钟采样的起始标志,结合8B/10B的链路编码方案,实现位同步时钟恢复与数据帧提取,且检测时钟频率10倍于发送时钟频率。数传实验结果表明,系统可实现串行编码数据流以20Mb/s沿220m双绞线电缆的远距离数据传输,误码率可达10-11。     

焦炉煤气氧含量本质安全防爆监测系统

为实时准确地监测焦炉煤气中的氧含量以避免爆炸发生,设计了焦氧在线监测系统。采用微弱信号预处理单元和超低功耗单片机MSP430构建微弱信号处理系统,采用限流电阻和环氧树脂浇封等方法制作了3.6 V防爆电源,再结合整个电路的参数控制,使系统具有Ex ia级本质安全防爆功能,可安全稳定地工作于工业0区。认证测试和现场实验表明:该系统精度达±0.8%,能满足焦化现场的需求。     

平面电涡流线圈的结构参数设计

为提高平面电涡流传感器的灵敏度,以Biot-Savart-Laplace定理为基础,研究了传感器线圈结构参数对其灵敏度的影响。推导了平面电涡流线圈的磁场分布梯度公式,仿真计算、分析了不同结构参数条件下线圈的磁感应强度-距离曲线,并进行了实验验证。结果表明:增加外径和圈数,减小内径,可以有效地提高平面电涡流线圈的灵敏度。     

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120 s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。     

微型数字式太阳敏感器的原理实验

对一种基于新型光线引入器和有源像素传感器(APS) CMOS图像传感器的微型数字式太阳敏感器进行了设计和原理实验研究.介绍了系统的工作原理、光线引入器的结构特点和APS CMOS图像传感器的特点,进行了系统误差分析与实验.实验结果表明太阳敏感器的角度估算精度在±10°视场角内为 0.16°. 对太阳敏感器的实验研究和屏阵列光线引入器的结构设计与使用性能的初步探讨说明大面阵CMOS图像传感器和新型光线引入器有助于太阳敏感器的微型化和高精度化.