Gasflow style level posture sensor and angular velocity gyroscope assembled inertial sensor

The compensational loop consisting of a gasflow style angular velocity gyroscope and gasflow level posture sensor is pro- posed to improve the signal of gasflow style tilt.This compensational loop could remove acceleration interfere from the signal of tilt.This assembled gasflow type inertial sensor not only measures static state angular,but also restrains the acceleration which interferes the output signal of level posture sensor in dynamic situations.Therefore,the precision of outputs signal increases greatly.Moreover,the output sig- nal includes the angle velocity signal.     

气流式水平姿态传感器的敏感机理

解释了气流式水平姿态传感器的敏感机理.采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下二维密闭腔中两点热源引起的对流场.计算结果表明:两热源处的气流速度之差随着倾斜角度的变化而改变,倾斜角度加大,气流速度之差也增加.在水平状态时两热源处的气流速度相等,两热电阻丝上的电流相等,电桥电路输出为零;在倾斜状态下时,两热源处的气流速度之差随着倾斜角度而变化,引起两热电阻丝上电流之差也随之变化,电桥输出一个对应于倾斜角度的电压.有限元计算方法为气流式水平姿态传感器的优化设计开辟了有效的研究途径.     

基于无线体域网的人体姿态多级分层识别算法

为解决无线体域网WBAN(Wireless Body Area Network)中人体姿态识别率低、算法复杂的问题, 设计了一种以多层分级理论为基础的人体姿态多级分层识别算法。考虑到使用者的舒适度, 将九轴加速度陀螺仪传感器(VG350) 做成腰带佩戴在腰部实时采集数据。运用加速度向量幅值(SVM: Signal Vector Magnitude)、角度、角加速度和位移等参量, 通过对实际测量数据的分析, 将坐、蹲、弯腰、慢走和跑等姿态进行识别。实验结果表明, 该算法简单, 姿态识别率高达96. 5%。     

基于双自由度万向轮机构的爬壁机器人运动状态检测

摘要： 设计了基于双自由度万向轮机构的速度测量装置,该装置由双自由度滚轮、旋转编码器、角位移传感器和水平姿态传感器等构成.机器人运动时,利用水平姿态传感器检测爬行机构的转动角速度,双自由度万向轮机构利用角度传感器测量速度方向,利用光电编码器测量速度大小,实现对机器人运动状态的测量.根据其测量结果,建立了电动机输入和控制点运动状态之间的关系,为机器精确任务操作提供了基础.     

飞行模拟器新型倾斜协调体感算法应用分析

经典洗出滤波算法在一次突发过载运动后,平动低频输出持续加速度与参考加速度存在较大的感觉误差,为提高模拟器动感逼真度,针对经典洗出算法结构提出一种新型倾斜协调体感算法:采用模糊逻辑补偿思想,以人体感官模型洗出信号误差及变化率作为模糊控制器输入补偿于倾斜协调通道;去除低通滤波器,将输入参考信号与平动高频信号差值及模糊补偿合成信号代替低通滤波器输入信号,结合平动高通角加速度二次滤波补偿和加速度补偿使得洗出效果在有限的空间内达到最优。以模拟飞机加速度信号进行Simulink仿真,结果表明提出的算法在相位延迟和虚假暗示方面有较大改善,同时扩展了运动范围,增加了模拟逼真度。     

基于运动传感器的自主定位系统

针对超声无损检测过程中,需要实时跟踪超声探头的运动轨迹进而定位已检测到的伤痕位置,提出基于运动传感器的自主定位方法。通过加速度传感器和陀螺仪实时采集线加速度和角加速度数据,经卡尔曼滤波器处理,再利用姿态矩阵消除重力加速度的偏移分量的影响后推算目标物体的运动轨迹。经实验检测,该方法自主性强、短时精度高,完全符合检测系统对位置信息的需求。     

MODEL 1221在全角度倾角传感器设计中的应用

介绍了MODEL 1221在0°～360°全角度传感器设计中的应用,结合加速度计敏感轴方向与重力加速度方向之间的关系,通过MCU的控制功能,完成了倾角传感器的软件和硬件设计,实现了倾角传感器的小型化、集成化、智能化。     

小型涵道风扇无人机自适应解耦控制律设计

为解决小型涵道风扇式无人机俯仰通道和滚转通道之间的惯性耦合问题,采用简单自适应控制(simple a-daptive control,SAC)方法对无人机姿态角速度控制回路设计模型参考自适应控制器,使该控制回路在受到不确定扰动和参数摄动的影响下,仍能稳定跟随参考模型输出;同时对所构造参考模型进行串联前馈解耦,以使无人机跟随参考模型同步解耦,进而实现对无人机姿态角速度和自身姿态角的有效控制.仿真结果显示,该控制律能使无人机姿态稳定跟踪参考模型输出,并且有效抑制了被控对象参数摄动带来的不利影响,控制系统具有较强的自适应性和鲁棒性.     

一种涵道无人直升机模型参数辨识试验策略

针对样例涵道无人直升机,考虑机体振动等环境因素对输出数据的污染,提出一种样例无人直升机悬停模态下模型参数辨识方法．针对带角速率反馈的广义直升机参数辨识模型．利用直升机角速率、线加速度和操纵量依次独立辨识纵向通道模型参数Iy,Ib和Cr．首先根据传感器输出噪声方差先验信息筛选观测数据,有效剔除由此产生的部分野值样本．然后进一步采用低通滤波器对观测数据进行滤波．通过最小二乘法进行二次辨识．试验结果表明．该方法可显著提高模型参数辨识精度并降低参数估计的标准差．     

线列CCID传感器的硬件设计方法

给出了线列ＣＣＩＤ图像传感器的驱动电路和输出信号处理电路设计方法，并以ＧＺ１０１Ａ线列ＣＣＩＤ为例，介绍了具体电路和输出信号的波形，利用设计出的两部分电路和ＧＺ１０１Ａ器件可构成尺寸，位置等工业在线测量系统的通用传感器。     

光纤传感器对煤岩体声发射的检测

为实时掌握煤岩体安全状况,将光纤Sagnac传感器应用于煤岩体的声发射检测。当煤岩体因外力或内部缺陷产生的声发射信号被光纤传感器检测到,光纤传感器输出端的输出光强便发生变化;通过对输出光强进行监测,并经傅立叶变换后得到声发射信号的频率特征。对整个系统进行计算机仿真,结果表明,该系统适用于煤岩体声发射信号的特征识别。     

基于C8051F021的智能传感器设计

设计了一种基于C8051F021的智能传感器.该传感器具有4~20mA电流环输出和RS-232串口,并可在系统编程.     

一种RIM型低频振动光纤加速度传感器的设计

设计了一种反射式光强调制光纤传感器（RIM—FOS），用于测量低频振动加速度信号．由于只采用一根单模光纤用于发射和接收，整体结构紧凑小巧且在一定条件和范围内使其数学模型相对简练，通过数字和线性化处理可不失真地实时输出低频振动加速度信号．此传感器具有信号失真小，对初始位移漂移不敏感的特点。     

A novel fully-integrated miniature six-axis force/torque sensor

This paper presents a new designed miniature six DOF （degree of freedom） force/torque sensor. This sensor is fully integrated with a micro DSP （digital signal processor）, so all the signal conditioning, A/D, decoupling, digital-signals serial output are performed in the sensor. Some experimental results are presented to demonstrate the capability of the proposed design. Finally, a neural network was used for decoupling the interacting signals, compared with the conventional method using the inverse matrix, this new method is more accurate.     

多气体红外光学传感器的研究

为了解决目前红外光学传感器只能进行单一气体检测的问题,基于红外光谱吸收原理,设计了可以同时测试三种气体的光学传感器。提出了一种内壁由相交的双椭圆球面旋转构成,且具有折叠反射光路的圆筒式气室结构,解决了微气室结构实现高聚光度与集成度的关键技术问题。传感器内部有四个单通道探测器(一个参考通道和三个测试通道)和一个红外光源。通过对气室的合理布局,实现了一个传感器测试多种气体。利用响应通道输出信号与参考通道输出信号求比值计算气体浓度的方法,消除了外界环境对测试结果的影响。经过测试,在气体浓度较低的范围内,传感器的最大测量误差仅为±0.05%。     

平板式压电四维力/力矩传感器的研究与开发

针对弹性体式多维腕力传感器存在的瓶颈矛盾,提出了一种新型平板式压电四维力/力矩传感器。介绍了传感器的结构和工作原理,讨论了石英晶片组的选型和空间分布形式。推导出了传感器的数学模型,建立了传感器的有限元模型,并加工出了传感器实物。得到了传感器力/力矩输入与电压输出之间的关系曲线、电压灵敏度、电荷灵敏度、维间干扰等重要指标。结果表明:传感器结构简单合理、数学模型正确、加工工艺性好、线性度好、刚度高、固有频率大于30kHz、未使用退耦矩阵时的维间干扰小于3%。满足传感器的设计指标。     

新型防爆光纤液位检测系统的研制

设计了一种新型本安防爆光纤传感器，测量易燃易爆液体贮罐液面高度，从而确定不同时刻的液体贮存量，光纤感应采集传输液位高度和变化方向信号，经光电转换、信号放大、CPLD数据处理后，将信号输入到计算机进行计算管理，显示并打印出易燃易爆液体输出或输入和库存量，这种系统特别适用于石油化工等领域的液位检测。     

基于激光二极管的速度传感器设计

设计了基于激光二极管自混合效应的速度传感器,提出了基于线性预测二阶自回归光谱计算的信号处理方法,并对该速度传感器在干燥、洁净的路面进行了测试,其标准偏差为σ≈0.22%.实验结果表明,该传感器是有效的.     

卡尔曼滤波在人体姿态检测中的应用

为了尽早发现老人的意外跌倒,避免长躺现象,争取救护时间,对人体姿态进行检测。由控制器STM32F103和传感器MPU6050构成信号采集系统,采用无线蓝牙模式进行数据传递,由接收系统进行数据分析和显示。建立人体坐标系,对采集的加速度信号进行卡尔曼滤波,调节参数,补偿测量误差,实现最优估计。对滤波后的加速度信号进行整合,并以角度信号为辅助,进行姿态判断,及时判断跌倒事故。通过M atlab仿真发现,卡尔曼滤波的使用有效地提高了系统的测量精度,有助于姿态判断的实现。     

用加速度传感器控制TPMS定位发射的方法

为了减少发射模块和接收模块之间射频信号衰耗,根据汽车轮胎温度压力监测系统TPMS(tire pressuremon itoring system)的特点,提出了用加速度传感器控制发射模块定位发射的"TPMS".首先介绍了利用加速度传感器估算车速和定位TPMS发射模块轮胎转动位置的原理,然后给出了MCU编程实现车速估算和发射模块定位的方法.引入定位发射传感信号的方法后,有效地克服了轮胎钢网和轮毂等金属构件对发射模块发射传感信号的影响,使TPMS的误码率性能获得极大的改善.该方法具有良好的可操作性,可用于大型客车、货车上.