微摩擦测试的微力传感器设计

论述了一种新的应用于微摩擦测试的微力传感器,这种微力传感器能同时测定微小摩擦力及相应正压力的大小,其独特的悬臂结构消除了多维力传感器普遍关注的耦合问题．正压力和摩擦力的测力原理分别基于应变片法和位移法．标定及静态特性的分析表明,该微力传感器具有较高的测力精度和分辨力,适合于mN级的摩擦测试．摩擦测试实验表明,该微力传感器完全能进行各种润滑膜的微摩擦性能评估测试,从而为微摩擦研究提供了一种有效的实验工具．     

基于动力方法的改进杆件轴力识别

在针对杆系结构中轴力杆或者索缆结构中的短索所提出的识别边界不确定的杆件轴力的解析方法基础上,提出了一种改进的轴力识别方法.首先,采用修正的Timoshenko梁理论,充分考虑转动惯量、剪切变形、剪切变形引起的转动惯量和传感器质量对结构动力特性的影响,建立改进的动力方程;然后通过Matlab软件进行数值模拟,提取某杆件的前五阶频率和模态参数,以此构建特征方程进而识别杆件轴力,从4个方面分析了修正Timoshenko梁理论相对传统Timoshenko梁理论识别精度提高的原因;最后通过实验数据验证了该方法的精确性和适用性.这种改进方法的优点在于无须事先假定边界条件,仅知传感器之间的相对位置即可实施,因而适用范围较广.     

基于STM32的多通道无线同步桨力采集系统的设计

本文设计了一种基于STM32的多通道无线桨力采集系统. 系统由4桨端节点和一数据采集盒组成,可同步采集8通道桨力. 桨端节点基于STM32F103C8T6设计,以200 Hz采样率采集桨拉力和扭力,并通过nRF24L01 +无线发送;数据采集盒基于STM32F103ZET6设计,将收到的桨力数据发送到上位机,上位机绘制桨力数据曲线. 测试结果表明,系统功耗低、同步性好、误码率低,这一方法可用于无线多通道工业数据采集系统,具有非常好的实用性.     

600匹渔轮调距桨实船测试结果及其分析

本文通过一艘600匹单拖渔轮的调距桨，对其在系泊工况，自由航行工况下的性能进行实船测试，并对主机在不同转速下配合不同螺距角的耗油量进行测量，将测试结果进行分析，为今后调距桨的设计提供参考。     

振动测试压杆的临界力

尝试用动力分析的方法对压杆稳定问题进行理论分析与实验研究。推导出了压杆的轴向力与横向振动频率之间的关系表达式。分析中提出一种弹性压杆稳定平衡的动力学条件：弹性杆能在平衡位置附近产生微小振动，是稳定平衡；若不能产生振动，即自振频率为0时，是不稳定平衡，此时承受的压力值为临界力。以此关系为原理，建立一种利用现代振动测试技术来测试压杆临界力的方法。     

基于桨力-时间曲线形态特征的赛艇运动员专项技术评价方法

在赛艇运动中，桨力是驱动人-船-桨系统前进的唯一动力，桨力曲线从根本上反映了运动员专项技术的完善程度。通过桨力曲线的形态特征分析，对赛艇运动员的专项技术进行诊断和评估。首先，运用实船测试法采集国家队优秀运动员的水上运动生物力学数据；其次运用文献法和访谈法定性分析桨力曲线的形态特征，建立基于形态特征的专项技术评价指标体系；最后，针对评价指标体系，运用累进评分法建立评分表，运用离差法建立等级评价表，实现赛艇运动员水上专项技术的客观评价。所介绍的方法已成功应用于国家赛艇队，和众多的省级赛艇队，对于运动员的专项技术诊断与改进发挥了重要作用。     

用于自适应可展结构的压电式智能主动杆

为自适应调节和改善可展结构动力学性能 ,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆。利用压电材料的正逆压电效应 ,建立了压电微位移作动器的设计模型。给出了智能主动杆的组成和工作原理。研制了一种用于自适应可展结构的新型智能主动杆。该主动杆由压电作动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出微位移和压力 ,及对位移和压力监测的功能     

多维加速度场下六维力传感器弹性体结构设计

针对多维加速度场中六维力传感器惯性耦合效应特性及实际测试的需要,设计了一种三梁均布式弹性体结构的六维力/力矩传感器,对弹性体在多维加速度场下的力学行为进行了探讨,运用有限元(FEM)仿真分析了弹性体结构参数对传感器动态输出及振型频率的影响,为多维加速度场下多维力传感器动态解耦和多目标的优化设计提供依据.     

不同桨频对赛艇运动学参数的影响

不同桨频下桨力曲线的类型一般不变，变化的是曲线的形状、时间点的位置、间距和幅度等。赛艇实船测试系统的发展为多人艇配合问题的研究带来了发展．通过测试各队员的桨力一时间、桨力一角度曲线，可根据问题有针对性地训练，提高比赛成绩。     

压杆材料对反射超压测量影响研究

用有限元方法对应变式压杆压力传感器系统进行研究,研究3种不同材料的压杆对应变式压杆压力传感器测试结果的影响;数值模拟了不同上升前沿的梯形脉冲及三角形脉冲条件下不同材料压杆的响应误差.研究结果表明,铍压杆对测试结果的影响最小,铝合金压杆影响最大;另外,脉冲上升前沿和测量位置对测试结果的影响也很大.模拟结果对压杆材料的选择有一定参考价值.     

弹头发射痕迹计算机识别系统的研制

研制了一种新型的枪弹痕迹计算机自动识别系统，该系统采用了一种新型的微恒力位移传感器，该传感器具有测量力小且恒定的特点，因此，可以实现对弹头痕迹的无损测量，采用一种改进的小波分析方法提取出反映反射弹头枪支稳定痕迹特征的信号，消除了边界失真，并可在不同尺度上对弹头发射痕迹进行分析，同时提出一种多尺度相关分析方法，可以综合利用各个频率段上信息，将其用于枪弹痕迹的识别中取得很高的识别率。     

数字化实验传感器的设计与实现

针对中学实验室使用的传感器,设计和制作了电压、电流、温度、湿度、磁、力等传感器,使测量值、感测值和实际物理量之间达到一定的线性关系。通过设计和制作的传感器,达到价格低廉和国产化率高。     

Optical Fiber Grating Sensor for Force Measurement of Anchor Cable

The development of the sensor suitable for measuring large load stress to the anchor cable becomes an important task in bridge construction and maintenance. Therefore, a new type of optical fiber sensor was developed in the laboratory - optical fiber grating sensor for force measurement of anchor cable （OFBFMAC）. No similar report about this kind of sensor has been found up to now in China and other countries. This sensor is proved to be an effective way of monitoring in processes of anchor cable installation, cable cutting, cable force regulation, etc, with the accurate and repeatable measuring results. Its successful application in the tie bar cable force safety monitoring for Wuhan Qingchuan bridge is a new exploration of optical fiber grating sensing technology in bridge tie bar monitoring system.     

简易光纤Bragg光栅测重传感器的制作

设计了一种测量重力的光纤Bragg光栅传感器。光纤Bragg光栅传感器结构形似梯形体,在梯形体的上台面可以放置被测物体,在下台面中间位置需要粘贴光纤Bragg光栅。通过这种结构可以将纵向力转换为横向力,重力测量转换为横向位移测量。实验结果证明,自制的光纤Bragg光栅传感器测量范围在0～3.5 kg之间时,波长与重力呈现较好的线性关系,进程、回程显示具有较好的重复性。     

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。     

多视域下基于机器视觉的索力测试

拉索是缆索承重体系桥梁的关键承力或传力构件,在体系构成中的地位至关重要。为解决现有非接触视觉测量存在的测试视场不足、应用场景复杂多变,致使其测试精度与视域范围相互矛盾无法协调统一的技术难题,提出了多视域下基于机器视觉的索力测试新方法。以全息视觉传感器系统获取斜拉索全视域-多视域下的空间几何构型数据,建立了像素映射及图像增强算法计算模型;通过数字空间基准平面的信息转化,对复杂测试场景下视觉传感器光轴射线与被测物体所在承影面非正交情况进行测试参数修正。为避免实测拉索全息性态特征因偏离标准悬链线所导致的索力测量误差,以单一视域下的几何构型拟合降噪后的全息曲线并精确定拉索上下锚固点坐标,进而可由拉索全息性态特征参数精确测算斜拉索索力。试验结果表明：本文方法可在复杂测试场景下量化分析拉索索力计算参数,相较于常规索力测试方法,最大相对误差为9.2%,均方根误差为2.79%,满足工程实践测试精度及稳定性要求,为复杂测试场景下斜拉桥索力监测提供了一种新途径。     

石英谐振器力灵敏度温度系数特性分析

力灵敏度温度系数是石英谐振器产生温漂的主要原因之一，而且这种温漂不能用差频方法消除，因此，它是影响石英谐振式力传感器测量精度的主要原因．文中给出了测量误差与力灵敏度温度系数之间的定量关系，并得到实验验证．阐述了力灵敏度温度系数的物理意义，分析确定了标定温度的方法．在一定温度范围内使用的石英晶体谐振器，既要有一定的分辨率，又要使其测量结果不受温度影响，为此提出了石英谐振器最佳取向选取原则．根据这一原则，找出了ＡＴ切型晶片用作力敏元件时的最佳施力方位角．为提高石英谐振式力传感器的测量精度提供了一个理论基础．     

利用Kinect传感器获取振动表面的四维振动数据

针对目前大多数振动测量方法存在测点数量有限、维度底、成本高的问题,基于Kinect传感器的散斑测距技术原理和采样频率,研究将其应用于实时测量振动物体表面所有点的振动信息,实现高维、全域、低成本的振动测量。通过测量实验,比较不同频率下Kinect传感器和力传感器测得的数据,结果表明了Ki‐nect设备用于低频振动测量的可行性。     

双层预紧式六维力传感器动态性能的理论与实验研究

对一种新型的双层预紧式六维力传感器进行了动态性能理论分析与实验研究。首先介绍了双层预紧式六维力传感器的结构特点。建立了该传感器的振动系统简化模型,基于螺旋理论和多自由度系统振动学推导了系统的运动微分方程。经过对运动微分方程进行求解,得到了传感器的各阶固有频率。最后采用阶跃响应法对传感器样机进行动态性能实验研究,经过快速傅里叶变换得到了传感器的频率响应曲线。实验结果与理论计算结果一致,从而验证了理论推导的正确性。研究结果表明,双层预紧式六维力传感器的动态性能较好,能够满足一般工业生产中对六维力测量的要求。