基于车轮力传感器的道路载荷谱采集系统设计

针对道路载荷谱采集系统多采用加速度传感器等间接测量方式导致测量误差较大等问题,通过自主研发的车轮力传感器对道路载荷谱进行直接测量,并依此构建了采集系统,设计了单向并行总线实现了高速数据传输,设计了双向串行总线实现了个模块间控制信息的传输系统硬件上采用CAN总线和基于cPCI的传感器-集成数据采集系统-上位机的构架方案,...     

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％.     

一种土壤剖面水分与坚实度同步测量装置

土壤坚实度、水分与容重存在着复杂的耦合关系.为了满足参数解耦对数据同步性的要求,研制了一种可同步测量土壤剖面水分与圆锥指数的智能化测量装置.其创新点主要表现在:(1)依据ASAE标准实现FD水分传感器与圆锥指数传感器结构一体化设计;(2)系统集成上引入超声波深度传感器动态确定圆锥在土壤中的位置,实时获取双参数2D分布剖面;(3)测量系统采用双MCU结构,具有智能化信息处理与大容量农田数据存储能力,通过串口外接GPS模块实现田间GPS定位采集.在实验室环境下对复合传感器及超声波深度传感器进行针对性标定试验,结果表明各传感器达到相应技术性能指标.     

高速转轮的速度与稳定性测量系统设计

为了更好地解决高速转轮速度和稳定性测量问题,设计并实现了 一种新型的测量系统.该系统由信号采集、PLC控制和人机界面控制等电路构成.数据采集采用两种类别的霍尔传感器对称安装;人机交互采用了触摸屏;控制电路采用TM200C16T系列PLC实现.实验结果表明,该装置可以精确测量转轮在转速为100 rad/s以上的转轮的转速...     

基于HMC1022的磁场检测装置设计与研究

根据近几年来针对电磁测试空间性发展的研究,提出一种基于磁阻传感器探头测量动态磁场强度的方法,设计采用单片机的智能化控制磁场测量装置.该装置采用磁阻传感器探头测试二维平面内任何方向的磁场强度,通过单片机控制数据的采集与处理并由LED实时显示磁场的测量值.上位机采用Lab VIEW开发软件作为平台,进一步处理和显示数据.对测试结果进行数据分析,初步表明该测磁装置的设计是实际可行的,为后期的磁场测量研究打下基础.     

采用激光传感器的同轴度检测技术研究

针对车桥减速器桥壳轴承孔的同轴度检测问题,设计了一种基于二维激光位移传感器的同轴度检测装置。该装置通过二维激光位移传感器在孔内旋转一周进行测量数据采集,并利用编码器实现了采集过程的闭环控制,采用该装置可提高数据采集效率。为了进行同轴度计算,提出一种针对三维点云数据的最小二乘迭代法。首先,将采集到的角度、径向距离转换成三维坐标的点云数据形式。接着,以残差最小为优化目标,利用高斯-牛顿迭代方法确定出最优轴线。该方法利用了整个圆柱孔测量数据,并通过基于残差最小的优化方法计算得到两端孔的轴线和它们的公共轴线,然后,以公共轴线为基准计算出同轴度误差。与传统的通过计算多个横截面中心来确定轴线的方法相比,该方法提高了计算精度。同时,针对影响同轴度测量精度的一些因素,如测量装置的安装精度、转轴的径向跳动等进行了分析,并给出误差补偿方案。最后,将该装置的测量结果与三坐标测量结果进行对比,验证了该方法的正确性。     

基于惯性测量器件的无线步态分析平台

步态定量测量方法应用于许多领域,如临床医学、双足机器人控制等.采用惯性测量单元结合无线传感器网络建立了一个步态分析平台,将两个无线惯性测量单元传感器节点分别绑定在左右双侧脚踝,以同时采集双脚运动过程中的加速度和角速度信号,并将其通过无线方式发送到远程终端.通过模式识别、时间序列分析、阈值检测和零速修正等多种数据融合方法计算步态参数,并通过融合双足传感器数据得到双支撑相、双脚步行周期等重要的双足步态参数,其中双支撑相参数对人体日常动作的识别有重要意义.实验结果显示该研究具有较高的计算精度.     

通用数据采集接口装置

针对目前典型数据采集装置输入端子对不同类型、不同范围的输入信号不能通用的状况,研究了一种通用数据采集接口装置.采用开关网络将采集信号作归一化处理,实现了对各类采集信号的通用;采用可编程A/D芯片,实现了对各类信号范围的通用.每8路设计为一个单元,设有站号,可根据需要灵活扩展.经调试实验,可对传感器输出的不同类型、不同范围的电信号进行采集,具有较强的工程实用价值.     

风机机组能效测试装置的研制

针对风机机组能效测试工作繁杂、效率低下等问题,研制了一套多参数集成化的风机机组能效测试装置。该装置基于STM32控制器为采集核心,采用电力仪表采集电参数,利用压力传感器设计了调理电路测量风压参数,同时对风压参数进行了温度补偿和数字滤波,配合上位机软件实现风机机组能效参数的实时采集分析处理。经现场测试,该装置工作可靠稳定,能够准确测试风机机组的能耗状况,提高了测试效率。     

基于I~2C总线的火灾烟气流速数据采集系统开发

为了实现火灾模型试验中烟气流速采集,采用集成了I2C数字接口技术的SDP600微压差传感器、单片机作为下位机的方案,开发了一套测量低速高温烟气的数据采集系统(I2C–FSVDAS)。该系统可实现分布智能化,减少上位机处理次数以及上位机与传感器之间的通讯次数,系统稳定性高。通过在火灾模拟实验中的实际应用,数据结果准确可靠,表明该数据采集系统为火灾烟气流速测试提供了一个集成化程度高、布线简单、实时性好的实用数据采集平台。