基于波动光学的光针式位移传感器的光学模型分析

介绍了一种用于工程表面形貌测量中的基于傅科探测法的光针式位移传感器的测量原理,运用波动光学理论对该传感器光学模型进行了理论分析,并运用Matlab进行了仿真实验。     

汽车方向盘转角传感器系统设计及算法研究

通过对角度传感器的结构及对其工作原理作深入研究,并将其运用于方向盘的绝对角度传感器中,该系统成本低、抗干扰性能好、测量精确高,是一款较理想的非接触式方向盘转角传感器.由于该传感器能够检测出精确的方向盘绝对位置角度值,故为助力转向系统及车身电子稳定系统的开发有很大帮助.     

提高压力传感器性能的补偿措施

对双梁式传感器的原理、功能进行了介绍,并对该传感器采用的补偿方式及其机理进行了介绍。     

低速柴油机非接触式扭振测量的研究

非接触测量是内燃机轴系扭振测量的发展趋势。文中从传感器和检测电路两方面，利用光电技术对现有的非接触式磁电式扭振测量仪进行了研究改进，使其适合于５０～２００ｒ／ｍｉｎ转速围的低速柴油机轴系扭振测量，并通过对比测试实验验证了该技术方案的可行性。     

智能组合涡流传感器

设计了一种以工控机为主体的组合涡流传感器的工作原理及快速标定系统.该系统可自动实现通道选择、抑制零点漂移、进行测量误差修正,对多点位移进行快速准确测量,也可实现对各测量通道快速标定.同时分析了温度对传感器测量精度的影响和数字滤波对噪声信号抑制效果.     

基于重力分量的道路坡度动态测量

基于MEMS(微机械)加速度传感器的测量原理,采用车辆行驶坡道上的重力分量进行纵向坡度的动态测量,并结合陀螺仪的信号建立基于扩展卡尔曼滤波的数据融合模型,推导出数据融合流程。利用标定后的传感器完成水平道路和坡道的实车试验,采集实车试验数据进行离线算法验证。重力分量法与双天线GPS测量的坡度差值在±1°上下波动,表明重力分量法能够获得实时动态纵向坡度,满足智能汽车识别环境信息的需求。     

分布式热电阻温度采集系统设计

基于MAX31865数字转换器设计一套嵌入式温度采集系统,实现热电阻温度传感器信号的采集。为减少引线电阻对测量结果的影响,采用三线制接线方式。热电阻信号经过数字转换器转换成数字信号,通过串行外设接口传送至单片机,实现温度的测量。该温度采集系统具备6路热电阻传感器信号采集、处理及显示功能。试验测试表明:开发的系统测量精度高,工作稳定可靠,满足使用要求。     

智能组合涡流传感器

设计了一种以工控机为主体的组合涡流传感器的工作原理及快速标定系统。该系统可自动实现通道选择、抑制零点漂移、进行测量误差修正，对多点位移进行快速准确测量，也可实现对各测量通道快速标定．同时分析了温度对传感器测量精度的影响和数字滤波对噪声信号抑制效果。     

光纤光栅传感器在复合材料中的健康监测技术

简要阐述光纤光栅(FBG)传感器的结构和原理,分析FBG传感器在复合材料健康监测领域中的应用现状,探讨FBG传感器在复合材料结构应用中的热点研究问题及解决方法。最后,对基于该类型传感器的健康监测技术应用前景进行展望。     

基于MEMS的数字压力传感器在竖向位移测量中的应用

为实现结构竖向位移的便捷、高精度、远程实时测量,开发了一种基于连通管技术和MEMS技术的结构竖向位移测量系统,阐述了封闭差压连通管式位移测量原理及测试模块的实现。重点从稳定性、可靠性角度分析了封闭差压连通管式位移传感器的应用性能,并进行了试验验证。试验结果表明:该位移测量技术及其设备具有优于0.1mm的竖向位移测量分辨率和较高的灵敏度,长期稳定性0.3 mm,能够满足日常工程测量和在线长期监测项目中的竖向位移测量需求。在桥梁静载试验时的主梁挠度测量中实际应用验证了该系统具有实时测量、布设及操作便捷、低成本等优点。     

钢轨断面全轮廓磨耗的激光视觉动态测量

钢轨磨耗直接影响铁路运行安全,为了替代目前手工测量方式,提高测量精度和效率,研究并设计了线激光钢轨断面全轮廓视觉测量系统来实现钢轨磨耗动态测量. 首先通过计算激光视觉测量模型完成激光测量单元的结构设计,然后采用平面标定法对测量头进行精确标定,获取激光平面与传感器成像平面之间的映射关系,将拍摄的钢轨轮廓光条图像还原为实际钢轨断面轮廓;利用钢轨同一截面两侧轮廓中轨头踏面轮廓相同的特征获取钢轨断面全轮廓数据,采用ICP精确配准将钢轨两侧测量轮廓合并,其中轨头踏面轮廓采用欧式聚类和距离分割方法提取;最后以双侧未磨损轨腰轮廓及其特征点为基准,将测量钢轨全轮廓与标准钢轨轮廓进行配准对比,获取钢轨磨耗值;将线激光钢轨磨耗测量单元装载于自行研制的轨道测量小车上进行现场测量试验. 研究结果表明:该测量系统标定精度可达4.922 × 10?3 mm,测量速度可达21.6 km/h,与钢轨磨耗尺测量值对比垂直磨耗、侧边磨耗平均偏差约为0.023 mm和0.093 mm,对同一对象多次重复测量最大偏差小于0.05 mm,该测量精度满足公务要求,提高了测量效率,便于铁路测量数字化管理.      

几何参数设计对相邻电容传感器性能的影响

针对相邻电容传感器存在的测量信号微弱的问题,研究了相邻电容传感器的几何参数设计对传感器性能的具体影响,并通过几何参数的优化大幅度提高传感器测量性能.提出包括穿透深度、信号强度与噪声抑制、测量灵敏度与动态测量范围的相邻电容传感器性能综合评价细则.针对环形相邻电容传感器进行了极板几何面积变化对传感器性能影响的研究分析;设计了矩形、环形、交叉指形和螺旋盘形4种结构的相邻电容传感器,在等参数同测量环境下,对各相邻电容传感器分别进行电场仿真和边缘电容测量值比较,确定传感器几何形状对传感器性能的具体影响.实验结果表明,相邻电容传感器几何参数对传感器测量信号强度与测量灵敏度影响明显,复杂交叉指形与螺旋盘形的电容传感器测量区域的总体测量灵敏度比单结构的环形、矩形传感器的分别提高了66.8%与33.5%.      

发动机转速传感器测控平台设计

设计了一种新的发动机转速传感器测控平台。该平台主要包括DSP系统板、磁电式转速传感器、发动机转速工况模拟装置、汽车转速仪表以及上位机。介绍了器件选型及硬件设计过程,分析了汽车仪表转速系数修正与标定、转速信号频率测量及系统测控流程。测试结果表明:该平台人机界面友好,操作简单方便,转速传感器信号测量准确可靠,模拟工况控制快速平稳。     

桥梁索力测量方法与发展趋势

对用于桥梁拉索索力测量的4种方法做了讨论,包含压力表读数,压力传感器法,振动频率法和电磁测量法。对这4种方法的基本原理、优缺点做了分析;讨论了磁弹性索力传感器的典型磁路结构及工程应用;指出了索力测量的发展趋势和急需解决的关键问题。     

高速铁路线下工程沉降差压式精密测量系统

为精确获取高速铁路基础结构沉降变形信息,提出了差压式沉降测量方法,以静止流体欧拉平衡微分方程为基础,讨论了测量基本原理,通过差压处理及对流体密度进行温度修正解决了温度变化引入测量系统误差的问题,对传感器量程、热漂移特性等关键技术参数进行了分析,设计集成了沉降自动化精密测量系统HSMS-1.对高速铁路某线桥梁基础沉降的实测结果表明: HSMS-1在-18~42 ℃环境温度内与电子水准仪测值一致,最大偏差仅为0.44 mm, 300 mm量程沉降测量系统测试准确度可达0.2级,适用于复杂自然环境下高铁线下工程沉降的长期自动化测试.      

混凝土梁损伤识别的试验研究

将结构自重作为损伤识别分析的外部信息,在此基础上分析混凝土裂缝损伤对结构的影响及其性质,从而找到能较好地反映结构损伤的物理量。通过光纤传感器和传统电测应变片的对比试验,验证了光纤传感器用于损伤识别的可行性。     

测量噪声相关情况下的航迹融合和测量融合

研究了测量噪声相关情况下的航迹融合和测量融合问题,根据线性无偏最小方差估计理论,推导了噪声相关情况下的多传感器跟踪系统的航迹融合和测量融合算法.经Monte Carlo仿真表明,文中给出的考虑噪声相关的航迹融合和测量融合算法的跟踪精度均高于相应的不考虑噪声相关的传统算法,且附加的计算量很小.     

一种杂波环境下的多传感器多目标数据关联算法

研究了多传感器多目标的数据关联问题，提出了杂波环境下多传感器多目标跟踪的极大似然关联算法．算法中考虑了传感器对目标的漏检情况，在各个观测站传感器的观测数据不完备的情况下，建立了传感器测量与目标的可行关联分配模型，并综合采用了假点的后验概率比模型，提高了多传感器对同一目标测量的互补性和对弱信号目标的跟踪精度．理论分析和仿真实验结果表明，所提出的算法可实现杂波环境下对弱目标的持续跟踪，并且在确保航迹关联性能和较好跟踪效果的基础上，降低了算法的运算量．     

高斯滤波器对表面结构分离及其参数评定的实现

实现了ISO 11562规范的高斯滤波器对表面轮廓进行滤波,以分离其组成成分.根据ISO标准,对其原始轮廓、波纹度轮廓、粗糙度轮廓典型评定参数进行了计算.其中采用的典型轮廓标准数据是英国国家物理实验室(NPL)与Taylor Hobson公司、英国Huddersfield大学精密技术研究中心,根据ISO 5436-2开发的软件测量标准系统提供的,计算结果与标准参考结果进行了比对,比对结果表明滤波器和评定算法的实现是正确的和有效的.