应变片检测方法的低通特性

对应变片检测方法的动态特性进行研究,了解其获得试件高频率域动力学特性的可行性.通过建模并定性分析,表明应变传感器系统具有低通特性.比较由试验获得的振动加速度传感器信号和应变传感器系统信号在时域、幅值域、频域三域中的差异,证明应变传感器系统具有低通特性.因此,使用应变传感器系统检测高频动态信号,高频信息将被衰减,大部分频谱信息将被丢失.     

基于静态调度表的雷达抗干扰软件设计

雷达抗干扰技术是当今雷达领域的热点。本文采用独立分量分析算法,从雷达回波信号中提取目标信号,抑制干扰信号。在系统实现上,利用静态调度表机制,实现目标检测和抗干扰的并行化计算架构设计。通过实验表明,应用这种架构分离目标信号与干扰信号取得了较好的效果。     

基于压电陶瓷的固井水泥石损伤检测

固井水泥的裂缝损伤检测对于油气钻井井壁稳定性具有重要实际意义。基于压电陶瓷传感器的主动感应法,对固井水泥石进行裂缝损伤检测,获得裂缝深度及数量变化对传感器所接收信号值的影响,通过小波包能量分析得到时域信号图及小波包能量图,计算并分析其损伤指标。结合单轴试验对裂缝性固井水泥石进行轴压并分析其强度,且对裂缝深度与强度及损伤指标进行函数拟合。结果表明,传感器所接收的信号值及轴压强度随固井水泥石损伤程度的增大而减小,损伤指标能较好地反映其损伤程度。基于压电陶瓷传感器的主动感应法能够有效地检测并评价固井水泥石的损伤状况。     

小型化活塞式黏度在线测量方法

针对井下输油管道内原油黏度的在线测量问题,提出了一种小型化活塞式黏度测量方法.采用永磁活塞,在小型测量腔内的被测液体中,被线圈电磁力驱动而进行直线式往复运动;搭配专用电路系统及传感模块,基于电磁感应效应,通过检测叠加在线圈驱动电压中的电磁感应信号,获取活塞的往复运行时间,从而推算液体黏度.黏度测头主要由壳体、线圈和永磁活塞构成,结构简单,易于实现小型化;电路模块主要由线圈控制电路、感应信号检测电路及通信部分组成,结合上位机处理程序,可实现感应信号的高精度采集、处理及测量.通过实验研究,分析了驱动信号周期与系统稳定性之间的关系,并进行了测量系统标定,建立了"黏度-时间"数学模型.最终,通过与高精度黏度计测量结果进行比对,验证了该测量方法的有效性.     

基于特征量提取的输气管道微泄漏检测

输气管道音波法泄漏检测采集得到的信号不仅包含有用的泄漏信号,而且包含背景噪声和各种干扰信号,因此信号的识别和特征量提取尤为重要。基于此情况,采用相关性分析的方法对传感器采集的信号进行处理并得到有效特征量,传感器采集得到的信号包括泄漏信号、敲击信号、压缩机启停信号、减压阀开关信号。相关性分析采用相关函数和协方差函数实现,相关函数可以得到各种信号的自相关和互相关特征,协方差函数可以得到各种信号的自协方差和互协方差特征。同时对信号进行整体峰度计算,并设置整体峰度阈值。研究结果表明:信号的相关性分析可以对输气管道微泄漏进行检测,同时对诸如减压阀操作、压缩机启停、敲击等干扰因素可以通过相关函数数值从背景噪声中识别;在不确定是否存在干扰信号的前提下,通过相关分析从背景噪声中提取泄漏信号或干扰信号,并对信号进行整体峰度值计算,若整体峰度值高于阈值,则认为泄漏发生,提高了音波泄漏检测的准确性。     

等价输入干扰法在液压系统中的应用

针对液压系统的高精度控制问题,提高整个系统的自动化程度和提高压力控制的准确性,引入等价输入干扰的设计思想设计控制器,该控制器通过一个等价输入信号,并直接将其与控制输入进行叠加,保证有效抑制干扰信号对系统输出影响,实现对给定位置指令的高精度定位跟踪。在基于等价输入干扰补偿的控制系统中,运用分离定理将控制系统分成状态反馈子系统和由状态测器与低通滤波器构成的子系统两部分进行单独设计,通过仿真表明该方法对液压系统可以有效抑制干扰,准确对液压实现精确控制。     

稳健的陈列信号处理技术

陈列信号处理是指通过对分布于空间不同位置的一组传感器陈列接收的空间传播信号的处理，以增强特定方向传播波信号抑制其他方向的干扰信号或提取场特征参数。     

基于仿生感知的机床刀具故障诊断系统

现有刀具故障诊断系统具有系统庞大、成本高,精度低等问题,亟需开发一种高精度、低成本的刀具故障诊断系统.为此,提出一种基于仿生应变传感器的数控机床刀具故障诊断系统,该系统首先将精度高、价格便宜的仿生柔性裂纹阵列振动敏感元件封装成刚性的仿生应变传感器,使其适用于采集机床刀具振动信号;然后从采集的刀具振动信号中提取时域和频域特征,并使用支持向量机算法建立刀具故障诊断模型.通过实验对离线故障和实时机床加工环境中的在线故障进行诊断,结果表明,设计的基于仿生应变传感器的刀具故障诊断系统对机加故障诊断的准确率大于88％,在保证故障诊断性能的同时降低了检测成本.这是将灵敏度高、成本低的仿生柔性敏感元件应用于工业故障诊断的一次全新尝试.     

时频分析和Fisher聚类的转发式干扰抑制算法

针对雷达对抗中转发式欺骗干扰的抑制问题,提出了一种基于时频分析和Fisher聚类的干扰鉴别及抑制算法。通过STFT变换,分析并提取了回波与干扰信号的时频特性差异,在信号检测基础上,采用Fisher聚类法实现了干扰与回波的分离,并通过时频滤波实现干扰抑制。仿真结果表明,能有效对抗频移调制实时转发干扰,当干扰与回波处于不同时辨单元时,可直接滤除干扰信号,且对干信比不敏感;处于相同时辨单元时,可有效抑制干信比小于25 dB的干扰信号。     

基于感应磁场的传感器序列检测系统的研究

提出了一种基于感应磁场的传感器序列检测系统方案,探讨了其实现策略,研究了系统的控制过程、信号采集及数据处理软件,给出了系统的参数设置原则及具体零件检测实例．     

2004年第6卷总目次

The signals of strain gauge transducers are very small. In consequence, error signals can even exceed the measuring signal amplitudes and therefore must be suppressed by sophisticated measuring circuits. There are absolute physical limits for the resolution of strain gauge transducer signals and the carrier frequency technique can get very close to the boundary of theoretically achievable maximum resolution. Very high gain stability can be achieved with very precise inductive dividers as reference signal sources and with auto-calibration cycles. Realisations of the philosophy are shown for high-precision static measuring units and for universal broadband amplifier systems.     

由覆盖性测试应变识别简支梁破损

梁在破损处的应变突变明显，其它处甚至紧邻破损处的应变没有明显变化，由应变振型识别梁的破损，测试应变应沿长度覆盖整个梁，采用大标距应变片或应变测试辅助装置进行覆盖性测试是可行的，测量结果是标距范围内应变的平均．采用奇异值分解方法处理测试应变数据，可将微弱突变信号分离出来．     

海30弹丸-引信系统瞬态应变测试研究

该文对海30弹丸-引信系统在膛内运动期间高冲击下产生的应变进行了测试。在理论上分析了粘贴应变片的合适位置,提出了三种可行的测试方案,估算了测试精度。为弹丸-引信系统的有限元结构动力分析提供了有用的定量数据,为各种弹丸-引信系统的失效分析开拓了一条研究途径。     

三向切削力实验装置研制

三向切削力测量对理解机械制造、金属切削原理以及机床设计有着重要的指导意义。针对目前市场上切削力测量装置成本高,安装操作复杂以及功能单一等缺点,研发了一种新型三向切削力测量装置,采用应变片测量切削引起的微小变形,通过精心布置的应变片贴片方案将三向切削力引起的力变形转化为电压或电流信号。经过三向电校准和机械校准后,确保三向测力传感器的输出与载荷之间的响应系数相对恒定。开发切削力实验软件,可以提供单因素切削力实验、正交切削力实验以及自由切削力实验研究。该装置已经在国内许多高校中得到了具体应用。     

列车交会空气压力波测量的影响因素

研究了连接动态压力传感器的信号线长度、放大器的滤波频率和数据采集系统的采样频率对空气压力波测量的影响.研究结果表明,当传感器信号线长度小于100 m时,对传感器输出的动态信号影响不大于1%,满足列车交会空气压力波实车测量要求;放大器的滤波频率和数采系统采样频率对空气压力波的测试结果均有较大影响,应采用带低通的应变放大器,滤波频率以100 Hz为宜;随着采样频率的增加,测量得到的空气压力波幅值增大,采样频率增加到1 kHz后,测量结果趋于稳定.在列车交会空气压力波实车测试中,为保证测试的准确性,节省设备内存空间,采样频率取1 kHz较合适.     

二维非平稳信号的小波谱均衡分析方法

小波变换对信号的分时分频的精细表达和多分辨率的全面把握，使我们能更深入地认识信号和噪声的特性，便于基于小波域进行更有效的高分辩率的处理工作；而谱均衡处理技术是提高信号纵向分辨率的有效方法．本文结合上述两种处理手段，提出了一种小波谱均衡方法：先将二维非平稳信号进行小波分频处理，得到不同尺度的信号；然后将各尺度上的信号分别进行谱均衡处理，再将经谱均衡处理的不同尺度信号进行重建，从而得到高分辨率信号．利用小波谱均衡进行实际信号处理，处理结果表明该方法的处理效果要好于常规的谱均衡方法，它既能提高二维非平稳信号的纵向分辨率，同时又能保持原信号的固有特征．     

一种水下电磁测距的新方法

基于电磁波在海水中传播时产生的传播衰竭和传播相移随距离变化的对应关系,提出了将接收的电磁信号的幅度与相位分离处理后利用相位特征量进行比相测距的新方法,还进一步讲座了预先确知信号条件下采用直接比相测距,任意信号条件下采用间接比相测距的两种方式,通过推算与水池试验的验证,利用电磁辐射源在水下运行时伴随的传播相移不仅可以实现单站被动测距,并且可以获得较高的距离分辨率与测距精度。     

应变测试法测试钻井参数的数据采集系统设计

设计了一种基于应变测试法的钻井工程参数随钻数据采集系统。采用四应变片全桥方式,可以对钻压、扭矩、侧向力、环空压力等钻井工程参数进行随钻测试。数据采集系统采用ADμC8xx系列单片机为主控制器,另外设计了相应的外围信号调理模块、数据存储模块、数据通信模块和电源模块等。实验结果说明该数据采集系统用于井下钻井工程参数的测试是可行的。     

A distributed optical fiber bi-directional strain-displacement sensor

Abstract A distributed optical fiber strain-displacement sensor is developed, which consists of an optical fiber gauge of strain-dis-placement and an optical time domain reflectometer (OTDR). The operational principle is the modulation of fiber loss in OTDR, i. e. thestrain and displacement in monitoring position are obtained from the bending loss of optical fiber bonded on the optical fiber gauge of strain-displacement. After examining the strain and displacement in the cantilever and the micro displacement rack respectively, the result indi-cates that the distributed optical fiber gauge of strain-displacement can monitor strains or displacements in different sensitive lengths. Thekey technique for measuring bi-directional strain-displacement is the pretreatment of bending of the freely suspended optical fibers, whichcan be identified with OTDR by inserting time delay optical fiber.     

应变片的选择对应变式位移传感器特性的影响

为了能深入了解应变片的种类对应变式位移传感器特性尤其是在重复性、迟滞等静态方面的影响，选取电阻和半导体两种类型的应变片。并以4种不同结构形式的悬臂梁作为转换元件，进行实验研究。数据分析显示：在实验室环境下，选用半导体应变片可有效地减小重复性误差和迟滞误差．如配合一定结构形式的悬臂梁将获得更加理想的结果。