直流大电流现场测量的研究

分析了直流大电流现场测量中主要机型的测量原理 .研究了现场测量中抗外扰和内扰的数学模型 ,提出优化传感器设计依据 ,为研制高精度 ,高稳定度的传感器提供了一种技术方法     

基于PROFIBUS-DP的压力传感器设计

根据PROFIBUS-DP现场总线协议，采用支持该协议的专用芯片SPC3，设计了带有现场总线PROFIBUS-DP通讯接口的压力传感器的硬件电路和控制软件．传感器选用了带有温度补偿功能的高精度硅压阻式压力传感器MPX2100GP，从而提高了测量精度．该传感器具有信号采集和处理、数字通信等功能，可作为从站方便地接入PROFIBUS-DP现场总线控制系统．     

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。     

布里渊光时域分析传感器扰偏性能研究

普通单模光纤中存在的偏振效应会对布里渊光时域分析传感器性能产生较大影响。理论分析并实验研究了扰偏器对布里渊光时域分析传感器性能的影响。结果表明,采用扰偏器时光纤末端处的检测信号增益的均方根误差相对于不采用扰偏器时降低约4.26dB,有效地抑制了检测信号的偏振起伏,降低了系统偏振噪声;信号增益提高约1.14dB,降低了信号的偏振相关衰落;布里渊频移的均方根误差降至1.6MHz,提高了布里渊频移的测量准确度。     

基于超声TOA的环境感知

针对超声波传感器测量过程中方位角存在不确定性的问题，提出了一种基于超声反射波到达时间（Time of Arrival，TOA）的目标距离及方位角的测量方法，并据此发展了基于超声探测的环境感知方法.基于混合高斯拟合对回波信号进行处理，消除了信号串扰问题，提高了目标距离和方位信息的测量精度.基于传感器波束角的特性，实现了不同距离下目标的同时测量.通过引入“不确定度”，构建信度分配函数，采用DSmT（Dezert-Smarandache Theory）方法进行数据融合，实现地图更新.搭建了实验装置与实验环境，并对相关方法进行了实验验证，实验结果表明，通过135次测量即可实现对环境基本轮廓的建图，建图误差在3 cm以内.     

互扰对涡流阵列传感器裂纹检测性能影响

针对柔性涡流阵列传感器阵列单元之间的互扰问题,分别建立了涡流阵列单元和涡流阵列传感器的有限元模型,分析了互扰对涡流阵列传感器输出的影响以及互扰的来源,研究了互扰对涡流阵列传感器裂纹检测能力的影响.研究结果表明:互扰会导致阵列传感器输出信号幅值显著减小、相位出现偏移;涡流阵列传感器的互扰来源于阵列单元附近的激励线圈;互扰会对涡流阵列传感器的裂纹检测灵敏度产生一定影响,但若以跨阻抗幅值作为传感器的特征量,互扰对裂纹检测灵敏度的影响可以忽略,因此可以用阵列单元的分析结果来指导涡流阵列传感器的设计.     

基于CAV444的电容式油位传感器的设计与优化

在传统电容传感器液位测量的基础上,采用了一种基于CAV444电容-电压转换芯片的液位测量方式,在此基础上提出并验证了一种新的误差补偿方案。综述了电容传感器的工作原理,设计了电容传感器的液位测量电路。误差补偿传感器将高度补偿值转换成相应电容信号再与油位电容信号一起输入到转换电路转换成电压信号输出。实验测试证明,该测量系统性能可靠稳定,最大非线性误差1.14%,测量线性度好;误差补偿后引用误差为1.17%,测量准确度高,应用前景广泛,能够满足大多数工业现场液位测量的需求。     

改进的谐振腔微扰法测定电介质X波段介电常数

针对谐振腔微扰法对电介质材料介电性能进行测量时,要求测试过程满足微扰条件,即待测样品的介电常数或体积较小的情况,研究了谐振腔微扰法测试微波材料的原理,通过改变待测样品的体积及标定修正对应的微扰计算公式,使其满足对高介电常数材料的测量.对电介质块材与薄膜样品进行了测量,结果显示,谐振频率偏移小于100MHz,标定的计算公式精度较高.改进后的测量方法可以增大谐振腔微扰法的测量范围,适用于高介电常数陶瓷块材与薄膜的介电常数、介电损耗的微波频率测量.     

船舶液压系统管路流量检测的新思路

为实现船舶液压系统高精度，无干扰的在线流量测量，通过对管路中液压状态的精确建模，从理论上进一步证明了植入微量传感器方法的可行性，并根据液压油实际流动特性，提出了适合于船舶液压系统的微测量传感器类型及其植入方案。     

基于虚拟仪器的电梯导轨多参数测量系统

提出了一种基于虚拟仪器平台的电梯导轨多参数测量系统，系统中采用基于位置敏感探测器(PSD)的激光准直测量技术，实现了对导轨弯曲、失调、接口处台阶等参数的测量：采用双电感传感器差动测量法实现了对两列导轨间距变化的测量；采用数字量接近传感器实现了对导轨接头及支架的位置的准确测量，在软件设计中．应用COM技术将LabVIEW与MATLAB相结合构成功能强大的虚拟仪器开发平台，实现了整个测量系统的集成化和自动化．现场试验证明，该测量系统可以高效、准确地完成对电梯导轨的多参数测量任务．导轨表面形状误差的测量标准偏差在70m的测量范围内为0．3mm。     

一种传感器系统的CAA

本文讨论一种关于传感器系统计算机辅助分析的新方法。该方法对设计高性能的传感器系统，为复杂、非接触式传感器系统的测量精确度分析，对现场条件复杂、干扰因素多，校正困难的实时运行的传感器系统的调整提供极大的方便。文中还介绍了该ＣＡＡ系统在工业窑体的远距离测温过程中，对温度传感器系统的实时分析情况。     

利用微波在介质上的反射来测量石油中的含水量

本文提出了一种测量石油高含水(含水率为0～100％)的方法,即微波反射法。因为油和水的波阻抗相差很大,对微波而言其反射系数亦相差很大,通过测量含水石油的反射系数即可确定其含水量。 文中介绍了一种测量石油高含水的仪器,它主要由微波固态源、Y结环行器、天线式传感器、微波吸收筒和检波器等部分组成。固态源所产生的微波,通过天线传感器发射至被测石油中,按照石油中含水量的不同产生相应强度的反射波,再被天线式传感器接收后进入检波器转换为电量,而透射波被微波吸收筒吸收。文中阐述了主要部件的设计要求,并简单介绍了现场的使用情况。     

高精度测井井深计量系统的研究

井深位置和仪器上下行速度是测井作业中不可缺少的测量数据.提出了基于马丁代克传感器和现场总线(CAN总线)式的集成化测量系统设计方案,采用Lattice公司的CPLD芯片ispM4A5-64,设计了测井系统中马丁代克传感器的脉冲信号检测、计量电路和CAN总线数据传输电路,给出了电路设计图、仿真波形和测试结果.现场试验表明,该系统具有较高的测量精度,井深测量最大相对误差≤0.1%;而且提高了数据传输的可靠性,满足测井井深测量系统的设计要求.     

数据融合技术在多滚轮法大轴径测量中的应用

为克服单一传感器的不确定性和局限性，全面而准确地描述被测对象，充分利用多传感器之间的协调和互补优势，采用多传感器数据融合技术，设计了多滚轮法大轴径测量系统。该系统利用电位移传感器、光栅测角、光电测转数、压力测量等系统以及温度传感器、多路温度巡测仪，对不同时间和空间的测试数据进行融合、处理，极大地提高了测量系统的性能和效率，可得到高精确度的大轴径测量尺寸。     

新型液晶编码光栅立体视觉传感器

物体形面视觉测量中，为了获取更多且准确的图像对应信息，特别是立体像对的匹配信息，需要通过视觉传感器对测量图像进行调制．该文介绍了研究设计的新型液晶编码光栅形面测量视觉传感器，采用东福EDMl288液晶模块和光学投影照明系统，并且通过计算机通讯控制液晶编码，无机械运动，测量速度快，可得到大量三维测量点信息．实验验证，这种传感器可靠性高，可操作性强，且具有较高测量精度，三维测量点拟合平面的平均误差为0．103mm，可以实现物体的形面测量．     

基于光纤技术的叶端定时传感器

叶端定时测量是一种新型的在线实时测量叶片振动的有效方法，激光光纤叶端定时传感器是整个测试系统设计的关键，该文研究了叶端定时测量方法，并对应用于高速旋转汽轮机叶片振动在线实时监测的光叶端定时传感器进行了设计研究和试验，研究了一个具有高分辨、大频宽和高信噪比的激光光纤传感器的设计方案，并且得到了实验室验证。     

工业现场传感器实时数据存储系统设计与实现

针对工业现场中大量的传感器以连续高并发的方式所产生的海量实时数据难以高效可靠存储的问题,设计了基于 Hadoop 与 HBase 的工业现场传感器实时数据存储系统,并利用5台服务器和1个磁盘阵列构建了数据存储系统原型,最后通过仿真程序模拟工业现场传感器实时数据的高并发特性,对所提出的数据存储系统性能进行了验证。实验表明,所提出的工业现场传感器实时数据存储系统数据存储可靠、运行稳定、并发处理能力强。     

波纹管成型及其夹具自动跟踪系统的研究

根据现场需要，在调研的基础上，提出了利用辊压成型加工波纹管并采用涡电式位移传感器实现夹具的自动跟踪控制的新方法，能使金属内部组织及相关的机械性能得到很好的改善。涡电流式位移传感器线性范围较大，抗干扰能力强，适于测量旋转轴的振动和位移。电路中采用的石英振荡器，能保证稳定输出。     

基于特高频无线传感器和模式识别算法的局部放电定位法

对电力设备局部放电的检测与定位是保障电力系统安全稳定运行的重要手段之一。现有局部放电定位法主要是基于特高频传感器技术和时差法进行的,高的采样率和同步精度,使得其硬件成本巨大、实现困难,且容易受现场环境影响。提出了基于特高频无线传感器和模式识别算法的局部放电定位法,该方法硬件要求低,易于实现,且具有良好的环境适应性。首先通过现场测量,建立待检测区域局部放电信号强度与放电坐标的特征信息库。当有局部放电发生时,将此时传感器测量到的特征信息输入已建好的信息库中进行模式识别,从而得到定位结果。现场试验结果表明,提出的新型局部放电定位算法的平均定位误差为0.58 m,80.8%的定位误差小于1 m,从而验证了算法的有效性,具有较好的推广应用价值。     

磁致位移传感器冰雪厚度测量仪原理及其应用

基于磁致伸缩原理的位移传感器具有高精度、高稳定性、多位置测量的特点,据此研制了一种能同时测量冰/雪表面和冰底面变化的接触式冰雪厚度测量仪.该仪器被应用到低温实验室冰厚和南极固定冰区冰雪厚度的测量中.实验室历时540h,测量精度±0.13cm;现场应用持续6个月,测量精度±0.20cm.高精度的测量数据,特别是现场测量数据,为分析冰厚变化的细微过程提供了基础,为深入研究气-冰-海耦合过程,完善海冰热力学数值模型提供了支持.另外,该仪器还能为冰工程领域的研究提供技术支持.