高精度剪幅式测力、称重传感器结构研究

采用弹性力学有限单元分析和光弹实验方法以解决高精度传感器结构设计问题是当前研究传感器结构的一个新尝试。本文介绍了用有限元及光弹对剪幅武传感器变形状态、应力状态进行了分析,由计算和试验的结果,提出此类传感器结构设计中关于:a)轮幅上的剪应力分布;b)轮幅上等剪应力区和等倾线分布;c)影响剪应力分布的结构因素等的分析和试验结果。 分析和实验结果表明: 1.沿轮幅轴线最大剪应力分布是不均匀的; 2.在轮幅上存在一最大剪应力的等剪应力区; 3.最大剪应力所在部位其主应力倾角不一定是45°。 为了满足传感器精度的要求,通过实验可以指示合理的结构形式,电阻应变片应粘贴的部位与尺寸范围,以及对于一个给定的传感器应变片的最大允许尺寸等。     

总线式振弦传感器监测装置的设计

为了使振弦传感器监测装置实现简化现场布线、直接输出被测物理量,设计了一种基于单片机和CAN总线的振弦传感器监测装置。文章介绍了总线式振弦传感器监测装置设计的实际意义。根据工程实际,设计了监测装置的总体结构。通过查阅文献掌握了振弦传感器的工作原理和CAN总线多节点通信的方法。设计了CAN总线节点收发硬件电路并给出了总线式振弦传感器监测装置的程序流程图。最后给出了设计的总线式监测装置的实验效果图。总线式振弦传感器监测装置将振弦式传感器、单片机以及CAN总线结合在一起,提高了测量频度、简化了现场布线。用于具有测量频度高、测量距离远等特点的多种振弦传感器监测的工业领域。     

板环式测力称重传感器的 CAD—分析与设计

本文以板环式测力称重传感器敏感元件的特性参数，外形尺寸，应变材料强度的数学建模为目标，以图１结构为例讨论和计算了这种结构形态下的应力场和应变场，并对其进行了优化设计。     

一种振弦传感器自适应拾振方法

振弦传感器输出的频率信号信噪比低、衰减快,容易受到干扰而造成测量精度下降。为提高有噪声环境下,振弦式传感器测频系统的计算精度,提出了一种基于快速傅里叶变换的自适应拾振方法。该方法使用数字傅里叶滤波自动滤除噪声干扰,然后利用Quinn算法进行高精度频率计算。在基于STM32处理器平台的振弦传感器测频系统中进行该方法的实验测试,测试结果表明:在无噪声干扰情况下,系统的频率测量相对误差小于0.01%;在严重白噪声干扰情况下(信噪比为-20 d B),系统的频率测量相对误差小于0.3%。与其他的测频方法比较,该方法具有更好的抑制噪声能力和测频精度。     

浅谈称重式降水传感器

降水观测是地面气象观测的主要项目之一,它为气象防灾减灾、天气预报、气候分析和大气科学研究提供了重要的基础资料[1,3].称重式降水传感器实现了固态、液态和混合性降水的自动化观测,能够克服目前气象台站固态降水人工观测造成的时效性差、观测频次低等弊端,有利于提高固态降水观测的准确性和效率,减轻观测人员的工作量[2].简要介绍了其工作原理、性能指标,以及维修维护和计量检定.     

测力称重传感器的计算机辅助分析与设计系统

本文论述了测力称重传感器计算机辅助分析与设计系统的组成，软件体系结构，系统的功能，并给出了一种传感器的设计过程与结果。     

多路振弦传感器同步测频系统设计

针对多路振弦传感器测频系统多采用分时异步的测量方式,无法满足桥梁等大型建筑动态响应的测量需求,提出一种同时激振-分时测量的同步测量方案;根据该方案设计了一套多路振弦传感器同步测频系统。系统以Cortex-M4处理器为核心,采用Rife-Quinn算法进行频率计算。对系统进行实验测试,测试结果表明:系统能完成4通道振弦传感器的同步测量,无噪声条件下的测频相对误差小于0.007%;输入1 kHz、峰值为2μV~3.4 mV范围的正弦信号,系统测频相对误差小于0.005%,标准差小于0.04 Hz;加入白噪声干扰,信噪比在-9~9 dB范围内,系统的测频相对误差小于或等于0.2%。     

应变片式称重传感器结构的研究

本文介绍了应变片式拉环形和压梁形称重传感器的结构与设计,并进行了实验应力分析。作者认为这两种类型的传感器在灵敏度、可靠性和经济性方面比现在广泛采用的筒形和压环形称重传感器要好一些。     

称重式降水传感器测量误差变化研究

为研究自动气象站称重式降水传感器测量误差的变化规律,提出了一种通过依次添加砝码准确模拟降水量,从而实现现场校准的方法。对2019—2021年传感器现场校准数据进行统计,基于历史校准数据设计了一种计算称重式降水传感器偏离程度及其变化趋势的方法,根据历史校准数据得到传感器偏离程度变化模型。结果表明,现阶段传感器测量误差范围及观测数据质量整体受控可控,总体偏离程度为标准值的2.1%,且逐年增长0.1%。该研究可为气象传感器的测量误差预测、寿命预测提供参考。     

八角环式三向测力传感器的研究

设计了一种锯链锯切木材时可实时动态测量主切削力、进给力和侧向力的八角环武三向测力传感器.通过对主切削力和进给力方向的标定,分析研究贴片位置对被测方向灵敏度、非线性度的影响,以及对非被测方向交叉灵敏度的影响.修改进给力方向的贴片位置,使交叉灵敏度由3.2×10-6N-1下降到4.27×10-7N-1,进给力测试系统的非线性度由原来的7.8%下降到0.025%.主切削力、进给力、侧向力等各测力方向的灵敏度分别为5.51×10-6N-1、6.45×10-6N-1和4.05×10-6N-1.     

机器人测力传感器研究概述

介绍了用于机器人力控制和顺应控制的几种常用测力传感器，重点分析了几种典型的碗力传感器的弹性体结构及其优缺点。     

变压器式低频测振传感器的研究

介绍了变压器式传感器构成的新型惯性测振系统及系统参数配置,研究了影响系统测量精度的因素.建立系统力学、互感数学模型,分析了其传递函数的频域特性,优化配置了传感器系统参数,确定了传感器不失真测量的最佳激励频率,显著提高了传感器测量精度.研究了传感器零点残余电压产生的原因,并提出了零点电位调节、相位调节和电流负反馈补偿方案...     

夺电式传感器与测力仪研发回顾与展望

较系统、扼要地回顾了作者20余年来在压电式感器与测力仪、压电式执行器等方面的理论研究与产品开发情况。其中对压电效应的理论研究成果，如何向灵敏度分布、石英晶体扭转效应、多种能量间的物性效应等，作了比较详细的介绍，对所研发的压电式传感器与测力仪产品作了宏观介绍。最后，对作者目前在上述领域所做的工作和对未来研究工作的想法作了简要阐述。     

压磁式测力传感器的工作特性和工作原理

实验研究了取向硅钢片压磁式测力器的交流工作特性和直流磁化规律。研究结果表明,硅钢片片型的取向角对传感器的工作特性有重要影响,取向硅钢片传感器的工作机理主要是应力下的畴壁移动过程。     

梁式测力传感器的可靠性优化设计

提出了对梁式测力传感器进行可靠性优化设计的方法,建立了平行梁式传感器的可靠性优化数学模型,通过实例论证了数学模型的合理性。应用该方法进行产品设计时,将产品性能的可靠性指标考虑进去,大大提高了可靠度,具有一定的实用价值。     

TDJ-30型动态测力传感器

结构物的原型和模型振动试验,通常利用电磁式激振器作为产生激振力的换能器件。电磁式激振器的输出特性,往往用力常数来表达。根据输入电流及力常数来确定电磁式激振器施于试验物体上的激振力是相当粗糙的。因为,在振动频率较高的情况下,一方面,电磁式激振器本身的运动部分已不再是一个简单的单自由度体系,输出力的情况较复杂;另一方面,激振力在通过传力杆传递的过程中,由于传力杆本身的弹性变形,也将损耗一部分能量。此外,还由于安装不妥的原因,也将产生相当大的摩擦损耗。而且,上述这些因素通常随频率而变。所以,电磁式激振器的输出力并不等于传至试验物体上的激振力,同时,激振力的波形与输入电流的波形也有失真观象。为了保证试验结果可靠正确,必须直接测定电磁式激振器施于试验体上的激振力。为此,在吸收国外动态测力传感器研制经验的基础上,应用国产压电陶瓷材料,研制成了TDJ-30动态测力传感器。本文将介绍它的结构,工作原理及主要特性。     

测力传感器设计的应力集中原则

文中介绍了在测力传感器的设计过程中经常运用的两种应力集中的设计原则。按照这两种应力集中的原则,对弹性体进行结构设计,能够收到提高测力传感器的测力精度和测力灵敏度的良好效果。     

称重传感器高精度自动检测系统设计

介绍了一种适用于生产线的称重传感器自动检测系统．该系统使自动化检测过程代替传统的手动操作检测过程。提高了检测效率．系统使用可编程控制器(PLC)控制机械手完成压力加载过程，利用工控机通过高精度采集卡采集32路传感器的输出电压数据．并开发了专用软件用于自动判断检测结果．该自动检测系统集高精度数据采集、数据处理、搬运机械手控制功能于一身。避免了人为误差．实现了传感器检测流程的自动化。     

多梁结构压阻式测振加速度传感器

为满足制造装备智能化发展对测振传感器的需求,针对常见加速度传感器在性能、成本和微型化上的不足,研制了一种基于微机电系统技术的多梁结构压阻式加速度传感器.通过将2根短小敏感梁引入传统双桥结构的方式,在提升固有频率的同时,保证了传感器仍具有较高的测量灵敏度.利用敏感梁上的最大应力和结构固有频率相乘的结果作为性能评价标准,结合梁变形理论和实际工艺条件确定了传感器的结构尺寸.采用硅材料刻蚀、硼离子注入、溅射金属铝及阳极键合等工艺,制作了传感器芯片.实验结果表明,所研制的加速度传感器能够准确测量不同频率下的加速度信号,在每g下的灵敏度达到了0.544 mV,满量程精度达到了1.76％,固有频率达到了13.61 kHz,相对于双桥结构传感器,其综合性能提升了近85％.     

双杠测力传感器的研制和应用

<正> 前言在双杠动作的技术分析中,过去多从运动学或运动形态学方面进行阐述,即研究身体在空间的位置(或身体各环节的相对位置)随时间变化的几何性质,而对双杠技术动力学特征的研究,在国内尚很少见。为了更深入地揭示动作技术的内在规律,就必须研究身体运动的变化和作用于身体上的力之间的关系。因此,就需要相应解决测试技术和测试方法的问题。