一种新型测脉电容传感器的设计与仿真

该课题研究由浙江省大学生科研创新团队资助,该文介绍了一种全新的差动电容式脉象传感器.三块平行放置的金属极板组成两个电容嚣,一个用做测量脉搏跳动的检测电容,另一个则作为参考电容.测量电容的金属极板随着人体脉搏的跳动而上下浮动,从而改变了两个极板间的距离,使测量电容的值发生周期性变化.通过CAV424芯片,将参考电容的值与测量电容的值做差分运算和放大运算,输出一个大小随差分信号变化的电压信号.AD采集此电压信号,即为数字化后的人体脉搏信号.     

外界干扰对平行板电容器的影响

以几个特殊的例子,讨论不同外界干扰对平行板电容器极板间电势差的影响,得出了外界干扰对平行板电容器的电容无影响的结论。     

经纬仪测量系统自动水平调整设计

简要介绍了便携式经纬仪在工程测试中的重要应用,提出了利用变间隙动极板电容传感器代替传统水准器的设计方案,设计了实时检测系统及通讯接口电路,并完成系统的软件设计工作．实验结果表明该方案能够缩短测量时间、提高了测量精度．     

磁翻柱液位计中容栅传感器电容极板的优化设计

设计了一种新型容栅传感器，使磁翻柱液位计在更广泛的工况条件下，仍能准确地测量液位值并实现电信号远传．采用Hybrid—Trefftz有限元方法建立传感器中电场的数学模型，并精确地计算出磁翻柱翻转所引起的电容相对变化量．以此电容相对变化量为目标函数，分别对4种不同形状的电容极板和同形状不同结构参数的极板进行定量研究．从电容相对变化量随电容极板结构的变化曲线中，可知形状2且极板间距为5mm为极板的最优形状．以此结构的样机进行实验，结果表明，此传感器极板结构的优化与实验相吻合，其仿真值与实验值的相对误差仅为3．3％．     

电容传感器法测量钢丝的杨氏模量的应用研究

研究了利用电容传感器法测量钢丝的杨氏模量的新方法，该法利用电容传感器的输出电压随极板间的距离的变化关系式来测量杨氏模量。将电容传感法和光杠杆法测量钢丝的杨氏模量的结果进行了对比，结果表明，两的测量结果十分相符。电容传感器法具有快速、简便、易于掌握的优点。     

基于电场感应的水下无线电力传输

为了验证水下电能传输的可行性和研究影响传输效率的因素,采用电场耦合原理进行了简单的无线充电电路设计,对电场耦合式无线电能传输的系统结构和基本工作原理进行介绍,分析了其相比于磁场耦合方式的特点,以及由此带来的相应优势,通过多物理场仿真模拟极板间电场分布,设计了一种LC双边的CPT系统,采用单片机组成脉宽调制控制电路并用功率放大电路模块组成发射端和接收端。结果表明了运用电场耦合原理进行无线充电的可行性,在研究中发现极板间的传输距离是影响水下无线充电效率的一个因素,而且两个电极之间的杂散电容也会影响极板间的功率,所以由于极板间隙的存在极板间的功率损耗较大。所提出的LC双边CPT系统,不仅实现了水下无线电能传输,还保证了在一定距离和频率下传输效率的稳定。     

MEMS热驱动可变电容的有限元模拟研究

设计了一种热致驱动MEMS可变电容器,其主要结构由固定于衬底的下极板和可上下活动的上极板组成;上极板由四个对称结构的热驱动器驱动,每个热驱动器主要包括两根冷臂和两根加热臂。通过输入电压,热驱动器发生形变,带动电容器的上极板向上运动,从而使电容值减小。有限元方法模拟结果表明:在4 V驱动电压下,加热臂长为150μm时,电容值变为原先的0.3倍;而加热臂长为300μm时,电容值只有原先的1/10。     

惯性式微动机构位移性能检测

微机与电容传感器结合实现了惯性式微动机构位移性能的动静态检测，清晰地分辨出了驱动信号周期为５ｍｓ时微位移机构的响应波形．详细推导了测量系统的数学模型、非线性误差的表达式以及极板不平行造成测量误差的理论公式，并给出了误差抑制方法．本文还分析了环境温漂和弹性回复等因素对测量精度的影响．     

基于均匀设计和最小二乘支持向量机的电容层析成像传感器优化设计

提出一种采用均匀设计与最小二乘支持向量机相结合的电容层析成像传感器结构参数优化方法．该方法以敏感场均匀度为设计目标，采用均匀设计安排试验，试验因素包括ECT传感器的4个重要参数即：极板张角，绝缘管道材料相对介电常数，管道壁厚，以及屏蔽罩与电容极板间的间距．运用最小二乘支持向量机对试验结果进行回归分析，并用因素轮换法进行寻优计算，从而得出优化的传感器结构参数．结果表明：经过优化的电容成像系统具有较好的成像效果．该方法试验次数少，具有较强的实用性．     

一种变面积型差动电容加速度传感器的设计

介绍一种基于滑膜阻尼的差动电容加速度传感器.该加速度传感器利用圆柱形差分电容极板间重合面积的改变来检测加速度的大小,保证输出电压与加速度之间的线性度.对加速度传感器进行结构设计和分析,介绍加速度传感器的工艺流程.测试结果表明,该加速度传感器的灵敏度较好,谐振频率与理论计算相吻合.     

基于PLC实现的电弧炉电极控制系统

利用可编程控制器和变频器构成电弧炉控制系统,给出了整个系统的控制框图,并在此基础上对系统的软件流程图进行了分析,实现了对电极升降的自动准确控制,有效地减少了电极短路、断弧等现象,具有控制效果良好、操作简单和维护方便的优点。     

电弧炉电极升降控制系统的设计

针对纯模拟器件自耗电极真空电弧炉电极升降控制系统故障率高、维护量大等一系列问题．设计出了由PLC和模拟调速器组成的电极升降控制系统．介绍了系统主要硬件配置、S7-300PLC程序结构、操作面板OP27组态画面．该系统控制算法采用PID算法，且根据现场工艺要求实现了从手动到自动的无扰切换功能．现场运行数据表明，基于PID控制规律的电弧炉电极升降PLC控制系统运行稳定可靠，操作方便，维护量小，对同行业的生产进步将起到示范和推动作用．     

基于有向性探测阵列的静电体目标探测

普通静电探测极板是全向接收的,为了避免目标周围其它电场的干扰,使探测极板具有方向性,引入了接地局部屏蔽的方案. 设计了一个探测器阵列,且在每个探测单元外加屏蔽筒,并通过仿真验证了该探测阵列对于静电目标在作为体目标时实现探测的可行性.     

直流电弧炉炼钢技术的发展和特点

扼要分析了直流电弧炉炼钢技术迅速发展的原因，介绍了多极、单极、和整体炉底电极三种典型的炉底电极的结构特点，总结了直流电弧炉炼钢过程中噪声低，对电网干扰小和石墨电极消耗低等方面的主要优点。     

质子交换膜燃料电池膜电极的关键技术

 膜电极是多相物质传输和电化学反应场所,决定着燃料电池的性能、寿命及成本。本文分析膜电极当前技术现状与商业化目标,梳理膜电极分类及经过梯度化膜电极向有序化膜电极发展的技术脉络,介绍近年来超低Pt载量的第三代膜电极-有序化膜电极的新进展,比较各种有序化膜电极制备方法的优缺点。目前有序化膜电极在铂族元素总载量为0.118 mg/cm²下取得的最好性能为861 mW/cm²@0.692 V,0.137 g/kW,成本降至5美元/kW,Q/ΔT值从2013年的1.9下降到1.45。从降低Pt用量及简化燃料电池发电系统、降低系统成本的角度看,自增湿有序化膜电极是未来膜电极开发的重要方向。     

数字PD-PID控制的打号机随动系统

介绍了碳素行业电极打号机电气传动装置随动系统的组成,分析了采用数字双模(PD-PID)控制器的工作原理并给出了程序框图.通过1 a多的运行实践证明,本系统具有稳态精度高、定位准确、无振荡、快速性好等静、动态优良控制性能.     

电化学测试系统及Ti-Ni贮氢薄膜的性能

设计了三电极电化学测试系统，采用恒电流法进行充放电循环，过程全部由程序控制，本文介绍了贮氢材料的充放电实验装置原理图及相应的程序控制框图，并采用此装置研究了Ti-Ni薄膜的电化学性能。     

血液中K~+、Na~+自动分析仪的研制

用微电子技术实现血液和尿中钾、钠离子分析的自动化和智能化。根据离子选择电极的测量原理,自动完成电极的校正、清洗、测量及报警,并对测量值进行计算和输出分析结果。该测量接近于人体的生理状态,具有很大的临床意义。本文还阐述了系统的组成,软件及硬件配置的设计思想。     

数据挖掘在安钢电极预测建模中的应用

从安钢电极控制的实际应用出发,应用数据挖掘技术建立了电极预测模型并应用于电极控制系统的参数整定.首先介绍了建立电极预测模型的数据挖掘过程;然后在数据挖掘算法中提出了一种新的变结构遗传Elman网络方法,该算法用改进的混合遗传算法对网络结构和权值及自反馈增益同步动态寻优.将基于BP算法的Elman网络和本文提出的变结构遗传Elman网络都应用于安钢交流电弧炉的电极预测模型中进行比较.通过基于安钢现场数据的计算机仿真实验表明:采用变结构遗传Elman网络的数据挖掘算法比BP算法具有更好的动态性能、更快的逼近速度和更高的精度.在此基础上,把建立的模型应用于安钢电极控制系统的参数整定,取得了良好的控制效果.