基于MEMS加速度计的电子倾角仪角度修正算法的实现

本文设计了一种基于MEMS加速度传感器的双轴高精度静态电子倾角仪实用修正算法,给出了电子加速度计零点修正及三轴加速度计垂直安装误差的剔除公式推导和应用方法,并利用EXCEL对三轴电子加速度计获得的数据进行补偿前后的数据对比,证明了该补偿算法可提高倾角测量精度。     

基于数字信号处理器的潜油电泵机组转速测量系统的设计

为了实现潜油电泵机组的转速测量,对振动检测系统和信号处理方法进行设计.振动检测系统的核心为数字信号处理器和三维加速度传感器.利用Chirp-Z变换可实现信号的任意窄带高分辨率分析的特点,对振动基频附近的窄带范围进行谱分析,从而精确地得到机组的转速.试验结果表明,测速系统的测量精度可以达到0.1%,完全满足测量要求.设计方法适用于很多测速场合,具有推广价值.     

基于三轴加速度传感器的路面坡度测量仪

为了实现施工中路面坡度的快速便携式检测,提出了一种基于加速度传感器的便携式坡度快速检测仪方案,该方案利用安装在测试设备上的高精度三轴加速度传感器,分别测量x、y、z这3个方向上的加速度值,在只受重力的静态条件下,利用重力矢量在加速度三轴的矢量投影建立数学模型,解算出坡度倾角测量解算模型,并进一步探究了基于加速度传感器技术的重力模型解析,对相关的误差分析、传感器失调及传感器灵敏度进行了简要分析,并基于以上原理设计了以CortexTM-M3的ARM为核心的坡度便携式检测仪硬件系统,给出了设计中相关硬件框图及数据核心处理算法。研究结果表明:该系统测角精度优于30′,检测时间不大于0.3s,并且可以进行数据的自动存储和人机交互,能够满足工程实际中对高速公路与城市道路横坡、挡土墙坡度等几何参数进行高精度、自动化检测的需求。     

激光三维加速度传感器的结构设计

目前的研究及工程场合对三维加速度的测量提出更高要求,针对于此提出了一种新型加速度光纤传感器的设计,它以弹性平膜片与角锥棱镜的组合作为敏感元件,利用二维角度激光测量及迈克尔逊干涉原理,可以在较高精度下同时提取并实时测量三维加速度信号.对该传感器进行了系统的理论研究,给出了该三维加速度传感器的结构设计、测量原理以及其参数和性能指标.这种新结构的激光加速度传感器,可望在较恶劣工作环境下的发动机故障检测,运动制导等领域中发挥重要作用.     

低温漂便携式水平校正仪设计

为了给潜艇航行自动化提供可用信息，满足潜艇部分仪器工作平台实时水平校正的要求，利用NS45/P2数字输出双轴倾角传感器设计了一种便携式水平校正仪，并通过实验对倾角传感器零点温漂进行了补偿。实际应用表明，该水平校正仪转换线性好，工作稳定，可实时、准确的测量倾角。     

采用倾角传感器实现空间旋转角度测量的解析方法研究

针对旋转轴与水平面非垂直的情况,提出了一种采用双轴倾角传感器实现空间旋转角度测量的算法.当传感器被随机安装在旋转平面上时,存在3个未知的空间位置参数:旋转轴和水平面之间的夹角β;传感器所在平面和旋转轴之间的夹角γ;传感器测量轴在测量平面上的偏转角α.根据倾角传感器测量轴、旋转轴和水平面的空间关系,建立了基于双轴倾角传感器的空间旋转角度测量的数学模型,推导出了空间旋转角度检测的解析表达式.采用该模型算法可实现传感器安装位置参数α和γ的测量,或旋转轴水平夹角β的测量,还可以表现旋转轴非垂直于水平面情况下空间旋转角度的测量,并能达到一定的准确度.实验结果表明,当旋转轴和水平面夹角在小于75°的情况下,采用该方法在±100°的测试范围内,检测准确度均能达到0.2°,说明该模型的重复性良好,并能达到一定精度.     

偏振调制型光纤智能电流传感器的研究

为了实现电流的数字化和智能化实时测量,提出了基于法拉第磁光效应,利用混合型光纤电流传感器的差动测量技术.采用双光路差动测量,既增强了抗干扰能力,又提高了实时测量速度;利用光纤作为传输介质,抗电磁干扰能力强,可实现远距离测量.通过理论分析,设计了传感器结构,建立了数学模型,并对结果进行了仿真.试验表明该方法可以实现对电流的测量,并具有智能化特点.     

基于FBG倾角传感器的分布式测斜技术及其在边坡抗滑桩中的应用研究

提出一种基于新型测斜管和FBG倾角传感器的新型分布式测斜方法。该方法采用柔性变形管与PVC刚性管相连接的改进型测斜管,选取具有增敏结构的新型FBG倾角传感器作为分布式测斜装置的高精度传感器,并利用光纤光栅温度传感器作为温度补偿传感器。在边坡抗滑桩中的实际应用结果表明,基于FBG倾角传感器的新型分布式测斜技术在工程应用中具有有效性,并可成功解决测量中的温度补偿问题。     

滑坡体多参数实时采集装置的研究

目前我国用于对滑坡体数据采集的传统设备,普遍存在智能化程度低、参数单一、准确性差等问题,因此研究并设计了一种滑坡体多参数实时采集装置,其具有成本低、智能化程度高和多参数等优点.通过采用ADuC847内置24位A/D转换器的微处理器,控制高精度加速度传感器测量微小位移变化,可以使数据采集精度高达10-5,以及通过采用两个一维ADXL193垂直安装,组成一个二维的加速度传感器,测量冲击力加速度大小,测量范围为-250g～ +250g,测量灵敏度为8 mv/g,较好地实现了对滑坡体数据的采集和分析,该采集装置已在实际中成功投入使用.     

PVF2膜传感器在模型桩动测系统中的应用

建立了一套高精度的模型桩动测系统，首次采用新型聚偏二氟乙烯（PVF2）薄膜压电式传感器及光栅位移传感器分别测试桩端力和位移。该系统可以同时获得模型桩在轴向冲击力作用下，桩端力和位移、桩顶力和加速度4组信号。经验证，由PVF2膜传感器获得的值与计算值吻合较好。该系统对应用应力波理论进行模型桩多参数试验研究及桩端阻力测试是适宜的。