点阵式霍尔电流传感器的模型及实现

分析了基于长直载流导线磁场分布模型的点阵式霍尔电流传感器模型,就霍尔元件的数量与互感器测量不准确度之间的关系进行了仿真计算,发现由16个以上的霍尔元件构成的环形阵列具有较强的实用性,从工程实际出发,提出了采用印刷电路板技术实现点阵式霍尔电流传感器的制造方法,并利用16个霍尔元件设计制作了额定电流为3 kA的电流互感器样品,相关试验表明印刷电路板与霍尔元件构成的点阵式霍尔电流传感器线性度高,动态范围宽,质量轻,且价格低.     

大直径磁性液体密封新结构的优化设计

磁性液体密封应用于大轴径的工况下时,环形永磁体作为磁性液体密封的磁源结构,存在因直径过大导致充磁不均匀进而引发的密封耐压能力降低的问题。为解决这一问题,设计了一种轴上永磁体的磁性液体密封结构,该结构的环形永磁体设计在轴上,与传统的磁性液体密封相比减小了环形永磁体的直径,同时减小了结构总体的轴向尺寸,使其具有结构紧凑的特点。通过有限元仿真对环形永磁体的几何参数进行优化,同时对比了新结构在极靴上开极齿和在环形永磁体上开极齿两种方式耐压能力的区别。通过模拟分析得到所设计密封结构磁通密度在极齿上的分布以及大小,并计算出理论耐压能力,证明了所设计密封结构的合理性。     

大直径磁性液体密封新结构的优化设计

磁性液体密封应用于大轴径的工况下时，环形永磁体作为磁性液体密封的磁源结构，存在因直径过大导致充磁不均匀进而引发的密封耐压能力降低的问题。为解决这一问题，设计了一种轴上永磁体的磁性液体密封结构，该结构的环形永磁体设计在轴上，与传统的磁性液体密封相比减小了环形永磁体的直径，同时减小了结构总体的轴向尺寸，使其具有结构紧凑的特点。通过有限元仿真对环形永磁体的几何参数进行优化，同时对比了新结构在极靴上开极齿和在环形永磁体上开极齿两种方式耐压能力的区别。通过模拟分析得到所设计密封结构磁通密度在极齿上的分布以及大小，并计算出理论耐压能力，证明了所设计密封结构的合理性。     

霍尔角位移传感器的磁路设计

霍尔角位移传感器主要结构由霍尔元件、永磁体、屏蔽罩、塑料壳体等组成,其核心是霍尔元件和磁路。根据霍尔元件要求设计磁路,从永磁体表中查找出适合的永磁体,再测试出永磁体的退磁曲线、负载线斜率和工作点,和计算数字对比,得出结论。最后通过实际检验,确定磁路设计的最佳方案。     

倾角传感器的特性分析与测试

基于霍尔效应设计了一种倾角传感器,对其动态特性进行了分析,并进行了测试.结果表明,这种传感器线性度好,灵敏度高,测量范围大,能够满足大角度测量.     

线性霍尔传感器在铁路信号微机监测系统中的工程应用

通过分析基于霍尔元件的线性霍尔传感器的测量原理,提出该传感器在铁路信号微机监测系统中的工程测量方法,并对其工程设计进行了举例说明。     

一种高精度光纤光栅位移传感器设计研究

本论文以光纤光栅传感理论及光纤光栅位移传感器为研究内容,结合导师科研项目,利用布拉格光栅特殊的结构特性,设计并研制出一种基于行星轮系的大量程高精度布拉格光栅位移传感器,并对新的光纤光栅位移传感器原理、测量灵敏度、量程进行了理论分析和实验研究。     

同面散射场电容传感器的电极结构与敏感特性

同面散射场式电容传感器极板所产生的电场呈散射状,传统的电磁场理论很难得到精确的解析解,给传感器的设计及性能优化带来很大困难。该文在电磁场分析的基础上,采用有限元分析的方法研究了传感器电极结构与敏感特性之间的关系,并通过实验对分析结果进行了验证。结果表明:在用于金属目标的非接触位移测量时,传感器两电极极板间的距离存在最优值;叉指结构传感器量程和灵敏度均优于普通结构传感器。     

两种落针法测量液体粘滞系数实验方法比较

用一种新的霍尔传感器测量液体的粘滞系数,运用传统电子表和霍尔传感器测量粘滞系数进行比较.结果表明霍尔传感器测量液体的粘滞系数更好地消除了系统误差.这使学生实验更加方便,又提高了实验的准确性.     

用于防水数显卡尺的新型感栅式位移传感器设计

针对容栅式数显卡尺对液体和磁性物体敏感，无法工作在液体环境下的缺点，提出了一种基于电涡流效应的栅式位移传感器设计方案．理论和实验证明，该传感器具有较高的测量灵敏度和分辨率、较大的测量范围以及良好的防水性能．这种传感器已经成功地应用于新型防水电子数显卡尺中，可以在具有切削液条件的环境下正常工作．     

基于悬架挠度的商用车车载测重传感器安装设计

为了增加商用车车载测重系统中霍尔式角度传感器的有效量程范围,提高系统的质量测量精度,该文对角度传感器的安装位置进行了研究。以某型商用车为实验平台,建立了传感器角度变化量与后悬架挠度之间的线性关系,确定了使角度变化量最大为设计目标。兼顾传感器摆臂连杆机构约束、车架和车轴约束、悬架挠度极限位置约束,确定了设计目标下的霍尔式角度传感器安装位置。仿真结果表明,在该安装位置下商用车车载测重系统的有效量程为17°,最小测量精度为158.5 kg。实车实验结果表明,在该安装位置下,系统质量测量较为准确,满足使用要求。     

非接触式霍尔位移传感器的研制及应用

介绍了一种利用霍尔效应实现位移测量的新型传感器，实验研究表明：在３ｍｍ的量程范围内精度可以达到０．０１ｍｍ，应用这种传感器，可以实现钢管，钢棒，钢丝绳等细长构件的直径动态连续测量。     

非接触式霍尔位移传感器的研制及应用

介绍了一种利用霍尔效应实现位移测量的新型传感器，实验研究表明：在3mm的量程范围内精度可以达到0．01mm．应用这种传感器，可以实现钢管、钢棒、钢丝绳等细长构件的直径动态连续测量．     

四梁式扭矩传感器的设计与优化

为了解决复合振动攻丝研究中的扭矩和轴向力测量问题,设计了一种基于电阻应变的四梁式扭矩传感器。四梁为两端固支结构,均匀分布在半径为R的圆周上,可以测量扭矩和轴向力。为了提高传感器性能,对弹性元件进行了受力分析,以灵敏度为优化目标函数,建立了数学模型,采用Matlab优化工具箱,对传感器的结构进行优化。该传感器工作在振动条件下,为了使传感器的固有频率避开振动攻丝机的工作频率,防止产生共振现象,采用有限元分析软件Ansys对传感器的模态进行了分析,得出传感器的各阶振型及固有频率。     

光纤光栅应变传感器在仿真混凝土拱坝模型试验中应用

采用了一种基于两端夹持不锈铜管封装技术的光纤光栅应变传感器,利用万能试验机对该传感器进行了应变性能标定试验,研究了不同基体材料上传感器的应变灵敏特性.测试结果与理论结果吻合较好.将埋入武光纤光栅应变传感器应用到仿真混凝土拱坝的抗震安全性分析试验中.试验结果表明,基于两端夹持封装技术的光纤光栅传感器具有良好的灵敏度、低噪...     

基于串行扩展技术的霍尔液位传感器

目的针对低精度的液位测量,设计一种液位测量传感器。方法利用开关霍尔元件和串行扩展技术。结果设计了测量电路、信号处理电路和软件。结论传感器性能稳定,设计方案可行。     

磁性液体二阶浮力的理论与实验研究

基于永磁体在磁性液体中受到的二阶浮力的仿真与计算问题,建立了重力场和磁场共同作用下的磁性液体平衡微分方程,推导了二阶浮力的计算公式,提出了一种高精度的二阶浮力的计算方法;将圆柱永磁体等效为同形状的无限薄电流线圈,计算了圆柱永磁体产生的磁场,并根据磁场计算得到二阶浮力;用实验测量了二阶浮力的大小,计算结果和实验结果具有很好的一致性.计算和实验结果表明:不断减小永磁体距离容器壁的距离,二阶浮力不断增大,且距离越小增大得越快.     

基于Verilog-A语言的霍尔元件仿真模型的建立

在霍尔集成电路及霍尔传感器设计中,霍尔元件模型的建立直接决定该设计的精度。通过对霍尔元件的深入分析,与传统的四电阻惠斯通电桥模型、基本单元数量可缩比的精确仿真模型、等效集总电阻模型等相关霍尔元件模型进行比较,提出了一种精确改进的仿真模型。该仿真模型由8个电阻、4个反偏二极管、4个电流控制电压源和4个JFET组成。其中,八电阻网络可以更好地反映电流流动,4个反偏二极管用于表示霍尔元件的寄生效应,4个电流控制电压源用来模拟磁场和霍尔电压的关系,4个JFET可以有效提高霍尔元件的交流特性。该模型充分考虑了各种物理效应及寄生效应的影响,采用硬件描述语言Verilog-A实现,非常适合在Cadence Spectre环境下对霍尔元件及整个霍尔集成电路进行仿真分析。实验结果表明:该模型仿真精度高、结构简单、易于实现。     

基于波纹管杠杆组合结构的光纤光栅压力传感器设计

针对井中水压高精度测量的需求,基于波纹管的压力传感特性,及悬臂梁的杠杆放大结构,设计了一种高灵敏度的光纤布拉格光栅压力传感器,通过弹性片连接的杠杆结构将压力作用下波纹管的轴向变形放大为光纤布拉格光栅的轴向应变,以实现压力的高精度测量。建立了传感器机械结构的力学模型,推导了传感器中光纤布拉格光栅中心波长变化与压力的数学表达式,并通过有限元方法对传感器的压力灵敏度进行了仿真。该传感器仿真和实验压力灵敏度分别为14.8 pm/kPa和14.1 pm/kPa。该压力传感器能够对小量程范围内的压力进行准确测量,同时可以通过改变杠杆臂长参数改变传感器的灵敏度,调整其测量量程。     

一种新型大量程非接触尺寸测量装置的研究

介绍了一种新型的大量程非接触尺寸测量装置的组成和工作原理.该装置把反 射式气动传感器固定在数控工作台的滑座上,组成了一个测控一体化的测量装置.它 根据气动传感器离被测工件表面的间隙大小来自动控制数控工作台滑座前进或后 退,保证传感器离工件表面的间隙基本不变,从而实现小量程传感器的大量程测量. 还对该装置的测量静动态特性进行了理论分析和实验研究.该装置在80mm的测量 范围内,测量精度达到±O.1mm,适用于大量程非接触尺寸测量场合.