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磁悬浮储能飞轮状态监测系统

仪表技术与传感器 2023年第1期 70-77页

作者：黄漪帅梁志宏张峰蔡晓科韩明苏森国家能源集团宁夏电力公司宁夏银川750011 国家能源集团国能宁夏灵武发电有限公司宁夏灵武751400 华驰动能北京科技有限公司北京101100

为保证磁悬浮储能飞轮安全稳定地运行,建立了一套磁悬浮储能飞轮状态监测系统。根据系统原理图,利用储能飞轮自身的传感器和变送器,加上隔离器、数据采集卡和上位机组成系统硬件。通过LabVIEW平台开发了磁悬浮储能飞轮监测软件。软件实... 详细信息

为保证磁悬浮储能飞轮安全稳定地运行,建立了一套磁悬浮储能飞轮状态监测系统。根据系统原理图,利用储能飞轮自身的传感器和变送器,加上隔离器、数据采集卡和上位机组成系统硬件。通过LabVIEW平台开发了磁悬浮储能飞轮监测软件。软件实现了数据采集、信号处理、转速计算、趋势图显示、时域分析、频域分析、轴心轨迹显示等功能,并能实时、定时、定转速地自动储存监测数据与图片。软件利用缓存程序设计,解决了高频次存储数据占用大量时间资源的问题。利用监测系统对500 kW-125 kW·h磁悬浮储能飞轮产品测试,测试结果指标正常,验证了监测系统的各项功能及系统的稳定性。

关键词：储能飞轮监测系统位移传感器轴心轨迹频谱分析系统测试

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基于脉冲磁化的阵列磁桥式位移传感器

仪器仪表学报 2021年第5期42卷 110-120页

作者：邓永乐王荣彪唐健汪圣涵康宜华华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

针对热轧钢管和在役油井管等铁磁性工件的表面无损检测的应用需求,提出一种阵列磁桥式位移传感方法和传感器,实现在一定空间分辨率下针对表面形貌缺陷的磁成像检测。其中传感器与被测工件共同组成磁回路,并采用特定的紧凑型阵列磁化结构... 详细信息

针对热轧钢管和在役油井管等铁磁性工件的表面无损检测的应用需求,提出一种阵列磁桥式位移传感方法和传感器,实现在一定空间分辨率下针对表面形貌缺陷的磁成像检测。其中传感器与被测工件共同组成磁回路,并采用特定的紧凑型阵列磁化结构,而具体参数设置较灵活可以获得较好性能。首先通过分时激励减小相邻测点间的互扰,并对阵列中单个位移测量磁路施加脉冲磁化;再间隔采样各个测量磁路中的磁场,计算得到对应位置的位移值。通过理论计算和仿真,本文还研究了传感器在不同基础提离下分辨出方槽状表面形变的分辨力性能,分析了在系统的扫查和采样参数影响下对被测表面成像的空间分辨率性能。相较于已有的H形磁桥式位移传感器位移测量量程为1~5 mm,线性度约2%;实验验证了该阵列传感器的量程为0.2~7.0 mm,B-y位移传感特性曲线拟合的线性度约为1%。

关键词：阵列位移传感器磁桥漏磁检测分时激励分辨力空间分辨率

磁致伸缩位移传感器反射波电压特性与阻尼参数优化

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农业机械学报 2021年第5期52卷 412-419页

作者：孙英张耀松陈铮任雷浩郑岩河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130 中国人民解放军95939部队沧州061022

为了提高磁致伸缩位移传感器的稳定性和测量准确性,降低反射波信号对输出电压有效信号的影响,对反射波电压产生原因及影响因素进行了研究。从阻尼与波导丝之间的弹性压力及其产生的摩擦力对应力波传播影响的角度,构建了阻尼作用下磁致... 详细信息

为了提高磁致伸缩位移传感器的稳定性和测量准确性,降低反射波信号对输出电压有效信号的影响,对反射波电压产生原因及影响因素进行了研究。从阻尼与波导丝之间的弹性压力及其产生的摩擦力对应力波传播影响的角度,构建了阻尼作用下磁致伸缩位移传感器反射波电压模型,计算了磁致伸缩位移传感器的反射波电压幅值,利用搭建的实验平台,通过实验获得不同阻尼参数作用下的反射波电压幅值变化。结果表明,计算结果与实验结果的变化趋势基本一致,阻尼对反射波电压幅值有很大影响。基于反射波电压模型,确定了阻尼长度和邵氏硬度最佳取值范围分别为5~10 mm、50~75,在直径为10 mm、长度为10 mm和邵氏硬度为50的最优阻尼作用下,反射波电压幅值从75 mV降低至4 mV,此时反射波电压幅值远小于有效信号,从而大大降低了对输出电压有效信号造成的影响。本研究可为磁致伸缩位移传感器阻尼选择提供理论依据。

关键词：磁致伸缩位移传感器反射波阻尼参数弹性压力

基于拼接技术的大量程绝对式直线时栅位移传感器自校准方法研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第5期38卷 303-311页

作者：黄猛樊星辰陈磊王中行重庆理工大学机械检测与装备技术教育部工程研究中心重庆400054 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室重庆400054 通用技术集团国测时栅科技有限公司重庆400041

针对大量程直线位移传感器扩展测量范围和实现绝对定位互相矛盾的问题,在其应用场合缺乏高效安装高精度参考器件的条件,导致难以频繁在线校准以保持其测量精度,基于拼接技术提出一种适用于直线时栅位移传感器的误差延拓自校准新方法。,... 详细信息

针对大量程直线位移传感器扩展测量范围和实现绝对定位互相矛盾的问题,在其应用场合缺乏高效安装高精度参考器件的条件,导致难以频繁在线校准以保持其测量精度,基于拼接技术提出一种适用于直线时栅位移传感器的误差延拓自校准新方法。,将复杂的大量程绝对式测量拆分为单段栅尺上的绝对位移测量和栅尺拼接后的绝对位置判断;将绝对位置数据作为位置判断依据并构建双测头结构,实现接缝处感应信号的平滑过渡;利用原生的双测头结构获得定距测量序列,结合误差延拓法构建周期误差函数,再使用快速傅里叶变换获得测量序列幅度谱重构误差函数。为了验证上述方法的可行性和有效性,制作了单段栅尺长度为600 mm的传感器样机进行实验。结果表明,2段栅尺拼接后在量程903 mm内能够实现绝对位置测量;采用自校准方法后传感器单周期内平均误差峰值从2.00μm降至0.59μm,误差补偿效果为70.50%;大量程误差峰值从18.93μm降至0.75μm,误差补偿效果为96.04%;此外,通过校准效果对比实验证明了误差延拓自校准方法优于基于傅里叶谐波补偿的比较校准法,误差校准效果提升约76.20%。

关键词：大量程绝对式位移传感器误差校准时栅

基于光纤弯曲损耗的混凝土裂缝位移传感器设计

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传感器与微系统 2023年第3期42卷 87-90页

作者：王洋高瑞刘炜西北农林科技大学信息化管理处陕西杨凌712100 西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

裂缝降低混凝土结构的安全性和稳定性,初始裂缝肉眼不易发觉,若不及时采取修复措施,裂缝会越发严重,影响结构安全以及人身安全。针对混凝土结构微裂缝,应用光纤弯曲损耗原理研究了光纤缠绕半径对光纤传输的影响,建立了光纤损耗与裂缝宽... 详细信息

裂缝降低混凝土结构的安全性和稳定性,初始裂缝肉眼不易发觉,若不及时采取修复措施,裂缝会越发严重,影响结构安全以及人身安全。针对混凝土结构微裂缝,应用光纤弯曲损耗原理研究了光纤缠绕半径对光纤传输的影响,建立了光纤损耗与裂缝宽度的数值模型。研究结果表明:光纤缠绕半径为5~10 mm时,光纤灵敏度高、变化明显。裂缝位移传感器测量范围为0.1~2 mm,可用于混凝土结构微小裂缝的监测。

关键词：光纤损耗弯曲长度混凝土结构位移传感器

平面二维时栅位移传感器的理论模型与误差分析

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仪器仪表学报 2020年第12期41卷 111-121页

作者：刘小康李佳豪彭凯王合文蒲红吉重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054

本文提出了一种平面二维位移测量方法,并研制出了一种新型的平面二维时栅位移传感器。首先,建立了平面二维时栅测量模型,采用一种离散化的电极编码阵列,实现了二维平面上的编码;其次,提出了一种测量信号解耦方法,通过对4块正交排列的动... 详细信息

本文提出了一种平面二维位移测量方法,并研制出了一种新型的平面二维时栅位移传感器。首先,建立了平面二维时栅测量模型,采用一种离散化的电极编码阵列,实现了二维平面上的编码;其次,提出了一种测量信号解耦方法,通过对4块正交排列的动尺电极上的感应信号进行线性运算,实现了对输出行波信号的解耦;建立了三维电场仿真模型并进行仿真分析,仿真结果验证了离散化电极编码的可行性和解耦运算方法的有效性;此外,通过仿真得到了平面二维时栅位移传感器的误差特性,其主要以4次误差为主,并且随着间隙的增大而衰减;最后,采用PCB工艺制造了传感器样机进行实验。实验表明:在300 mm×300 mm范围内,二维时栅传感器在X方向大量程误差为±8μm,Y方向大量程误差为±8.4μm,实现了可靠的二维位移测量。

关键词：平面二维位移测量位移传感器时栅信号解耦误差特性

基于HTCC的LVDT位移传感器敏感芯体设计

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传感器与微系统 2023年第3期42卷 117-119,123页

作者：徐冬杨思远咸婉婷张宁李程达中国电子科技集团公司第四十九研究所黑龙江哈尔滨150028

针对传统漆包线工艺制备的线性可变差动变压器(LVDT)位移传感器无法在高温环境下工作的问题,提出一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)技术制备耐高温LVDT位移传感器敏感芯体的方法。按0~20 mm的量程范围要求,对敏感芯体进行合理优化后,所制备的... 详细信息

针对传统漆包线工艺制备的线性可变差动变压器(LVDT)位移传感器无法在高温环境下工作的问题,提出一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)技术制备耐高温LVDT位移传感器敏感芯体的方法。按0~20 mm的量程范围要求,对敏感芯体进行合理优化后,所制备的敏感芯体测量精度可在±1%FS之内与仿真结果相符合。该制备方法在提升耐高温性能的同时可保证测量精度,具有一定的实际应用前景。

关键词：高温共烧陶瓷线性可变差动变压器位移传感器敏感芯体

磁轴承用位移传感器差动安装的误差补偿方法研究

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仪器仪表学报 2020年第10期41卷 17-23页

作者：钟志贤祁雁英蔡忠侯段一戬桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541000

差动测量方法由于具有测量灵敏度高、能减小传感器温漂误差、降低共模信号干扰、消除传感器偏置耦合等特点而广泛应用于位移测量。磁轴承采用差动方式测量转子位移时,虽然具有差动测量的优点,但也引入了因位移特性的不一致性而产生的动... 详细信息

差动测量方法由于具有测量灵敏度高、能减小传感器温漂误差、降低共模信号干扰、消除传感器偏置耦合等特点而广泛应用于位移测量。磁轴承采用差动方式测量转子位移时,虽然具有差动测量的优点,但也引入了因位移特性的不一致性而产生的动态差动误差、及因传感器差动安装位置的不同而导致差分信号与转子实际位移间产生的不同偏差等问题。针对以上问题,提出了一种磁轴承用位移传感器差动安装的误差补偿方法,采用投影补偿法补偿差分信号中的位移特性不一致误差,推导了差动测量下转子的位移方程,并通过位移方程求解出磁轴承转子的实时位移。仿真及实验表明采用位移传感器差动安装的误差补偿方法,转子位移的差动测量误差从2.5%提高到了0.16%,对于提高磁轴承控制精度及稳定性具有重要的意义。

关键词：差动安装位移传感器误差补偿转子位移

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基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统

传感器与微系统 2022年第12期41卷 101-104,117页

作者：勒系遥吴静静江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

汽车门锁铆点高度检测是门锁装配质量检测中一道重要的工序。为了测量沾染油污的汽车门锁铆点的高度,设计了一种基于电阻式位移传感器的高度测量系统,系统由硬件和软件2部分组成。首先,对系统的硬件进行了设计;其次,针对位移传感器的输... 详细信息

汽车门锁铆点高度检测是门锁装配质量检测中一道重要的工序。为了测量沾染油污的汽车门锁铆点的高度,设计了一种基于电阻式位移传感器的高度测量系统,系统由硬件和软件2部分组成。首先,对系统的硬件进行了设计;其次,针对位移传感器的输出非线性问题,提出了一种基于电压补偿的传感器误差校正方法;为了消除传感器安装而导致的系统误差,设计了一种基准误差校正模型;最后,提出了一种铆点高度计算方法。实验数据表明:系统的重复测量精度小于0.01 mm,符合系统的测量精度要求。

关键词：汽车门锁铆点位移传感器高度测量误差校正