提高应变片式位移传感器线性度的方法

针对应变片式位移传感器位移量大．应变和位移关系是非线性的特点．提出了一种新的提高线性度的方法．该方法采用双弹性片结构．用二次函数近似代替非线性应变．用４个应变片接成全桥检测电路．通过选取合适的参数．提高了位移传感器的线性度．实验验证该方法是有效的．     

霍尔式力传感器的研制

为了克服传统应变片式力传感器结构复杂、应变片之间平衡困难等缺点．将霍尔元件与弹性元件组合使用，利用霍尔元件能进行微小位移测量的优点，用霍尔元件代替应变片测量力传感器弹性体的形变，从而测量出力的大小．这种霍尔力传感器具有结构简单、精度高、线性好的优点，可作为便携式测量仪器的传感器使用．     

紧凑型内嵌扭矩传感器机器人关节设计

内嵌扭矩传感器的紧凑型一体化关节可增加机器人的负载质量比,提高力控安全性,更适用于服务行业。通过对轻型协作机器人关节的研究,提出了机器人关节系统整体设计方案。基于关节设计参数,研究关节系统工况负载下的可靠性。对关节扭矩特性进行分析,设计了17型号关节扭矩传感器本体,并采用有限元仿真方法,验证了应变片安装位置的合理性。研制了放大与低通滤波电路系统,并对传感器进行实验分析标定,拟合扭矩电压特性曲线,得到线性度、灵敏度、迟滞和零漂参数。最后对研制的关节整机进行负载测试,并应用于五自由度碳纤维轻型机械臂系统。结果表明:紧凑型内嵌扭矩传感器机器人关节质量轻、负载能力高,扭矩传感器具有较高的精度和灵敏度。     

气动爬缆机器人气压分析与试验

针对索径变化较大、表面情况恶劣的缆索，提出了一种采用铰链结构的气动蠕动式爬缆机男人结构模型，建立了该机器人气缸受力与高空气压损失等理论模型，并对样机研制实例进行了验算．研制了工程样机并在上海徐浦大桥上成功地进行了现场试验．仿真和试验表明，机器人气体压力损失与施工距离、高度、系统耗气量、气管倾斜度等成正比例非线性变化；机器人下降时速度较上升时均匀性好，能在斜拉桥缆索上安全、高效爬升．     

基于模糊控制的移动机器人超声波避障算法

本文给出了利用移动机器人的超声波传感器得到距离信息,采用模糊控制的原理对机器人感知到的信息进行模糊化处理,并设计出模糊控制规则对机器人的执行部件进行控制实现了机器人的避障算法。     

改进型PVDF—MOSFET超声传感器声学和电学特性

本文提出了一种利用绝缘钝化ＰＩ膜垫高扩展栅电极的改进型ＰＶＤＦ—ＭＯＳＦＥＴ超声传感器的结构，从而达到减小寄生电容和提高灵敏度的目的．实验测量表明，该传感器工作在λ／４的振动模式下，具有良好的电压传输特性和频响特性，灵敏度比普通ＰＯＳＦＥＴ传感器提高了３．８ｄＢ。     

基于Arduino技术的光电搬运机器人设计与编程（一）：循线技术与线路控制

本文基于Arduino技术,对中国工程机器人大赛的光电搬运项目所涉及的循线与线路控制2个关键技术环节,做了较详尽的技术分析.采用模拟及数字红外传感器作为搬运机器人制作的前端输入部件,实现模拟循线,同时利用传感器返回的数字信号对小车的行驶线路实施精确控制.     

方环形力传感器变形的边界元分析

本文对某方环形力传感器的变形进行了边界元分析，在此基础上确定了应变片的贴片部位及组桥方式．     

油罐容积检测用爬壁机器人的研制

研究一种用于检测油罐容积的爬壁机器人．该机器人用永磁铁作为磁吸盘元件，磁吸盘连接在链条上，具有一个特殊磁路以产生机器人吸附在壁上所需的磁力．设计了磁性定向转位机构和力分散机构．为满足油罐测量精度，设置了姿态和位置传感器．机器人控制采用多层计算机，上层处理机器人管理和路径规划，下层用于爬壁机器人的姿态和运动控制．     

竞走犯规智能监测系统的研制

为了解决竞走犯规裁判的漏判、错判的难题，研制出竞走犯规智能监测系统．系统由特制传令枪、特制运动鞋、特制护膝、运动员机、裁判中央机4部分组成，以应变片、压力传感器作为“腾空犯规”及“屈膝犯规”检测元件，用Cygnal F005单片机作为运动员机、无线通信盒的智能部件，运动员机和裁判中央机的无线通信盒通过无线收、发模块通信，通信数据经过编码、加密后传送，高度安全、可靠．无线通信盒通过USB控制器(PDIUSBDl2)实现与上位机通信．系统误差小于10^-6．     

称重传感器夹具动态特性分析(修改)

针对称重传感器误差标定装置中传感器夹具发生受迫振动问题,采用基于模态叠加法的谐响应分析技术,对传感器夹具的动态特性进行了研究。基于模态、谐响应分析理论,求解得到称重传感器夹具的动态响应特性。研究结果确定了对称重传感器夹具动态性能影响最大的模态频率,并将仿真结果与模态试验数据进行了对比;经过谐响应分析得到了夹具正常工作状态下夹具材料力学性能与谐振频率之间的关系。研究结论可为称重传感器夹具的优化设计提供一定的理论参考。     

H2S电化学气体传感器的敏感特性评价

利用六西格玛(six sigma)统计工具对电化学硫化氢(H₂S)气体传感器的气体敏感特性进行了研究, 并运用Minitab 软件对测试数据进行了系统分析. 结果显示, 所测电化学气体传感器对H₂S气体响应良好, 灵敏度平均值为0.82 μA/10⁻⁶H₂S. 在H₂S 传感器的量程范围(0∽100×10⁻⁶)内, 传感器的响应输出值与H₂S 气体体积分数呈现良好的线性关系, 相关指数R_Sq=99.9%; 传感器对气体的响应速度较快, 响应时间T₉₀ < 20 s. 同时讨论了温度变化对H₂S 传感器灵敏度和响应输出值的影响.     

陶瓷湿度传感器的数学模型研究

根据陶瓷湿敏元件典型的抗阻特性，分别建立不同的数学模型．通过该数学模型实现了传感器宽量程的线性化输出，大大地提高湿度测量的精度，并为其他非线性敏感元件的线性化处理提供了一定的理论基础     

双层预紧式六维力传感器动态性能的理论与实验研究

对一种新型的双层预紧式六维力传感器进行了动态性能理论分析与实验研究。首先介绍了双层预紧式六维力传感器的结构特点。建立了该传感器的振动系统简化模型,基于螺旋理论和多自由度系统振动学推导了系统的运动微分方程。经过对运动微分方程进行求解,得到了传感器的各阶固有频率。最后采用阶跃响应法对传感器样机进行动态性能实验研究,经过快速傅里叶变换得到了传感器的频率响应曲线。实验结果与理论计算结果一致,从而验证了理论推导的正确性。研究结果表明,双层预紧式六维力传感器的动态性能较好,能够满足一般工业生产中对六维力测量的要求。     

压电陶瓷自激式液体粘度传感器

论述了采用压电陶瓷自激振式液体粘度传感器的测量原理和结构特点，对仪器的测量数据进行了分析，仪器配有温度传感器，可同时测量实时温度，实验表明，这种仪器响应速度快，精度高，使用方便。     

室内短距离无线环境5.8 GHz频段传播特性研究

在室内办公室环境中,测量了5.8 GHz频段的短距离无线传播特性.基于大量的实测数据,利用线性回归建立路径损耗模型并得到阴影效应的统计特性.通过对测量频率响应傅里叶反变换得到冲激响应的功率延迟谱,得到时域均方根时延扩展的统计特性.进一步建立均方根时延扩展和频率相干带宽的经验指数反比关系表达式,并分析时延扩展与阴影效应之间的负相关性.上述研究结果可为“物联网”末端无线传感网中的节点布置、功率控制、射频识别等设计工作提供理论和实践依据.     

遥感器微振动分析中的制冷机扰振力加载方法

机械制冷机的微振动固支测力结果耦合了制冷机组件自身刚度和质量的影响,遥感器微振动分析时直接用其进行加载会带来较大的误差。文章通过对制冷机组件和遥感器整机动力学方程的推导,提出“扰振源加载法”和“安装界面加载法”两种扰振力加载方法,实现了扰振力与制冷机组件刚度和质量的解耦。理论推导证明,“扰振源加载法”可获得遥感器整机的扰振力响应,“安装界面加载法”可获得遥感器主体的扰振力响应。仿真结果表明,两种加载方法的位移响应幅值相对误差都小于10%,工程实践可结合遥感器的特点选择加载方法。     

高灵敏度光纤MZI折射率传感器

首次在实芯光子晶体光纤中制备了横向大偏置结构光纤马赫-曾德尔干涉仪折射率传感器,并理论分析了此种干涉仪的干涉机制和折射率传感特性,以及影响折射率传感特性的各种因素;搭建实验系统,测试了折射率传感特性。结果表明,腔长330 μm传感器的干涉谱对外部环境折射率变化的响应成线性,透射谱随环境介质折射率增大而向短波方向移动,灵敏度超过-15 100 nm/RIU,灵敏度与腔长长度无关,光子晶体光纤的气孔对折射率传感特性影响很小。此种高灵敏度的光纤微腔折射率传感器适用于液体或气体的快速检测领域。     

光电集成电场传感器的设计

基于光电集成技术的电场传感器具有良好的抗电磁干扰能力和很快的响应速度。为了能够测量高电压电力系统中的瞬变电场,该文在基于光电集成技术的电场传感器工作原理的基础上,提出了一种适用于强电场测量的光电集成传感器设计方案。该文将电场传感器分解为调制器和偶极子天线,给出了传感器的等效电路,分别计算了调制器和偶极子天线的参数,最后对电场传感器传递函数的幅频特性及最大可测电场进行了计算。分析计算的结果表明,所设计的电场传感器最大可测电场幅值接近106V/m,同时具有较好的频响特性。     

WO3丙酮传感器及其多传感器融合技术的研究

高浓度丙酮会刺激黏膜和引起中毒,在医疗健康领域丙酮也可作为呼出气体标记物。为实现对丙酮气体的有效检测,利用WO₃纳米材料制备旁热式气敏传感器,系统测试该传感器的基本特性,并在此基础上与SnO₂传感器组成双气敏传感器阵列,结合反向传播神经网络方法对丙酮混合气体进行识别。在体积浓度10^-5丙酮气体测试中,WO₃丙酮传感器的响应值达到9.3,响应与恢复时间均为4 s,重复性误差小于10^-8;双气敏传感器阵列对混合气体中丙酮和乙醇的识别误差小于10^-8。结果表明,制备的WO₃传感器响应灵敏度、稳定性、选择性、瞬态响应等特性良好,采用多传感器融合技术可以实现混合气体的有效识别。