检索结果-南通市图书馆

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

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串联式齿轮传动大量程角位移传感器设计

微特电机 2024年第6期52卷 13-16页

作者：白鸽彭春增翟志豪葛闯效益苏州长风航空电子有限公司苏州215151 空军装备部驻苏州地区军事代表室苏州215151

旋转差动变压器式角位移传感器在机载领域具有广泛的应用,采用齿轮传动的方式可实现其量程的扩展。分析了传统并联式齿轮传动结构存在的不足,设计了串联式的齿轮传动结构。该结构相比于并联式具有结构紧凑、质量轻、成本低等优点。采用... 详细信息

旋转差动变压器式角位移传感器在机载领域具有广泛的应用,采用齿轮传动的方式可实现其量程的扩展。分析了传统并联式齿轮传动结构存在的不足,设计了串联式的齿轮传动结构。该结构相比于并联式具有结构紧凑、质量轻、成本低等优点。采用该串联式方案研制出了某型航空发动机双余度喷口角位移传感器,进行环境试验前、后的产品性能测试及产品质量测量。测试结果表明,传感器内部齿轮传动机构可实现角度的准确、可靠传递。串联式齿轮传动传感器在-65°~65°范围内具有优异的输出特性,与并联式齿轮传动结构的传感器相比,约减重32%。

关键词：串联式齿轮传动大量程角位移传感器结构设计

基于线型光纤光栅阵列传感的引气管道泄漏研究

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激光技术 2024年

作者：曾川童杏林李泽恺黄文种史学锋武汉理工大学光纤传感技术与网络国家工程研究中心武汉理工大学机电工程学院仪器科学与技术系武汉理工大学信息工程学院电子信息系

目前飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元，为了克服该系统现有存在的电磁兼容性差、测量精度低，响应时间慢等技术瓶颈，研究了一种飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头，采用数学建模与模... 详细信息

目前飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元，为了克服该系统现有存在的电磁兼容性差、测量精度低，响应时间慢等技术瓶颈，研究了一种飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头，采用数学建模与模拟仿真的方法进行了光纤光栅阵列参数设计、封装结构体设计等，并进行了实验验证与数学分析。研究表明：该传感探头具备了一定的应变免疫与振动抵抗能力，感温精度10cm，定位精度1m，温度测量精度±3℃，工作温度0-180℃。此研究结果为替代共晶盐类泄漏探测传感器实现远距离分布式兼顾轻量化的飞机引气泄漏温度测量提出一种新思路。

关键词：光纤光学飞机引气光纤布拉格光栅温度传感分布式阵列传感器大量程

基于光纤光栅的矢量位移测量传感装置与试验研究

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同方期刊数据库

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光子学报 2024年第2期53卷 75-84页

作者：郑勇余洁陈洪凯易兴重庆交通大学河海学院重庆400074 重庆科技学院建筑工程学院重庆401331 枣庄学院城市与建筑工程学院枣庄277160 中国建筑第五工程局有限公司长沙410004

为了同时确定监测结构的位移大小和方向,提出了一种基于光纤光栅组合的大量程、结构简单的机械传感装置。该传感装置以U型不锈钢结构组合光纤光栅为核心传感单元,以杠杆杆件来传递位移,测点位移大小和方向可以通过杠杆杆件两侧的U型不... 详细信息

为了同时确定监测结构的位移大小和方向,提出了一种基于光纤光栅组合的大量程、结构简单的机械传感装置。该传感装置以U型不锈钢结构组合光纤光栅为核心传感单元,以杠杆杆件来传递位移,测点位移大小和方向可以通过杠杆杆件两侧的U型不锈钢结构上的光纤光栅波长漂移计算得出。开展了传感装置6组辅助结构(核心传感单元)的标定试验,结果表明所有传感单元均具有较高的线性度,测量范围为0~140 mm,灵敏度为4.362 pm/mm,迟滞性误差为3.25%,重复性误差为6.62%。将传感装置用于室内堆积体边坡模型试验中,研究它们在土体连续滑动变形过程中的监测性能,并与粒子图像测速技术测量的土体位移变化进行比较,两种技术数据上呈现出较好的一致性、吻合度较高,表明所研发的光纤光栅矢量位移测量传感装置能够准确捕获坡面矢量变形,在智能监控领域有广阔的应用前景。

关键词：光纤布拉格光栅位移传感装置二维位移大量程结构监测

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大量程高精度的新型弱光栅位移传感器研究

压电与声光 2023年第4期45卷 650-656页

作者：郑勇余洁易兴刘磊曾彬重庆交通大学河海学院重庆400074 重庆科技学院建筑工程学院重庆401331 中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410004

研发高精度、高灵敏度、大量程的传感器对于边坡、隧道、桥梁等工程结构的健康监测具有重要意义。该文基于杠杆原理,将弱光栅粘贴于基片上,并串联弹簧,形成上部传感单元,通过多种结构形式的比选,发现X型带上外拐加直立段为最优主体结构... 详细信息

研发高精度、高灵敏度、大量程的传感器对于边坡、隧道、桥梁等工程结构的健康监测具有重要意义。该文基于杠杆原理,将弱光栅粘贴于基片上,并串联弹簧,形成上部传感单元,通过多种结构形式的比选,发现X型带上外拐加直立段为最优主体结构。基于上述传感结构,设计了一种构造简单、传力稳定,且具有大量程、高精度、高灵敏度的新型弱光栅位移传感器。从理论上推导了测量位移与弱光栅中心波长变化值的关系,并进行了标定试验和模型试验。结果分析表明,基于该结构的位移传感器可实现的测量范围为0~160 mm,灵敏度为24.4 pm/mm,且位移放大倍数可依据需要调整,由此展示了该传感器在结构大变形监测中的良好性能和广阔应用前景。

关键词：位移传感器弱光栅变形监测大量程高精度

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大量程绝对式直线时栅拼接方法与实验研究

大量程绝对式直线时栅拼接方法与实验研究

作者：王中行重庆理工大学

学位级别：硕士

现如今随着制造业的不断发展,位移测量器件及其技术作为反馈位置信息的关键组件之一越来越受到重视,量程在数米以上、系统精度在微米级的高精度绝对式位移传感器在精密加工领域得到了广泛的应用,如大型龙门加工中心和大行程直线电机等... 详细信息

现如今随着制造业的不断发展,位移测量器件及其技术作为反馈位置信息的关键组件之一越来越受到重视,量程在数米以上、系统精度在微米级的高精度绝对式位移传感器在精密加工领域得到了广泛的应用,如大型龙门加工中心和大行程直线电机等。目前,在这一领域主要使用的是绝对式光栅传感器,它具有测量精度高、环境适应性好等优点,已有非常成熟的产品,但光栅传感器存在对应用环境要求较为苛刻,高精度光栅价格昂贵等问题,并且我国光栅长期依赖国外进口,国内的光栅制造技术相对落后。因此,为了跳出这一受制于人的“卡脖子”局面,我国急需一款自主研发的高精度测量传感器。为此,作者所在团队长期潜心致力于时栅传感器的设计和研发工作,由国人自主创新,基于提出的时空转换理论,将空间位移测量转变为时间量的测量,历经二十余年的发展,电场式时栅传感器已实现大量程、高精度的绝对位置测量。本文在前期研究的基础上,提出一种信号二次调制的反射式时栅位移传感器,实现动尺的无源设计,并通过拼接结构及方法,成倍的拓展测量范围,摆脱制造对时栅传感器量程的限制。本文围绕该传感器做出的工作如下:1)提出了基于时栅的信号二次调制理论。将第一级传感单元输出的行波信号作为第二级传感单元的激励信号再次使用,通过这种信号调制后再次使用的方式增加了组合后传感器的周期数,实现了动尺的无源设计,增加了传感器测量分辨率;2)设计了基于二次调制原理的绝对式传感器结构。再次利用二次调制原理将第一级传感单元的输出信号作为第三级传感单元的激励信号使用,第二级与第三级传感单元相差一个周期数,两者构成差极结构以类似游标卡尺的测量方式实现绝对定位,并对信号调制前后的周期内误差机理进行分析,说明了电场非线性分布情况下所带来的测量误差规律;3)提出了基于二次调制原理的时栅位移传感器的拼接结构与方法。利用机械式拼接方法,将两段或多段时栅传感器首尾相接以拓展量程,通过拼接结构在拼接接缝处将感应行波既作为位移测量信号,又作为位置判断信号进行编码与解码切换位移数据,避免拼接误差带来的影响,结合单段上的绝对定位实现满量程上的绝对位置测量。4)实验验证平台搭建。为了验证前文所提出的结构与方法,利用PCB工艺制造了长度L=400mm的传感器样机,设计了信号处理硬件电路与软件处理程序,搭建了精密可靠的实验测试平台。5)实验验证与结构优化。通过实验测试了第一级传感单元的周期误差与信号调制后第二级传感单元周期误差之间的关系,对结果进行分析得出结论,信号经过调制后的周期内误差是各级传感器在同一测量范围内误差的叠加。验证了拼接方法的可行性,对传感器结构进行了优化,能够实现在3*400mm范围内测量精度达到±5μm,重复性较好。

关键词：时栅二次调制大量程绝对式拼接结构

石英加速度计的高分辨率大量程I/F转换电路

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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仪表技术与传感器 2023年第1期 22-26页

作者：张子鹏马家君刘清杨吕嫣然黄月锐涵蒋军彪贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025 西安现代控制技术研究所陕西西安710065

针对石英挠性加速度计I/F转换电路存在高分辨率和大量程相互矛盾的问题,对影响I/F转换电路的分辨率和量程的主要原因进行了分析,提出了一种新型I/F转换电路的设计方法。该方法在电路结构上,额外增加2路比较器,对小电流信号的极性进行判... 详细信息

针对石英挠性加速度计I/F转换电路存在高分辨率和大量程相互矛盾的问题,对影响I/F转换电路的分辨率和量程的主要原因进行了分析,提出了一种新型I/F转换电路的设计方法。该方法在电路结构上,额外增加2路比较器,对小电流信号的极性进行判断,通过设置时间内的积分电压是否达到门限电压来区分大、小电流,并对大、小电流分别执行不同的解算程序。结果表明:该方法解决了原有I/F转换电路存在的高分辨率和大量程相互矛盾的问题,提升了石英挠性加速度计I/F转换电路在小电流下的分辨率。

关键词：惯导系统石英挠性加速度计转换电路高分辨率大量程动态范围

基于电容检测的高精度大量程MEMS加速度计设计

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传感器与微系统 2023年第3期42卷 100-102,107页

作者：唐兴刚龙善丽童紫平吴传奇贺克军华东光电集成器件研究所江苏苏州215163

为满足系统在导航和倾角测量等领域对高精度、大量程加速度计的应用需求,设计了一种高精度、大量程微机电系统(MEMS)加速度计。加速度计敏感结构采用梳齿式结构,电容/电压(C/V)转换电路采用开关电容架构,通过斩波技术和相关双采样技术... 详细信息

为满足系统在导航和倾角测量等领域对高精度、大量程加速度计的应用需求,设计了一种高精度、大量程微机电系统(MEMS)加速度计。加速度计敏感结构采用梳齿式结构,电容/电压(C/V)转换电路采用开关电容架构,通过斩波技术和相关双采样技术有效降低调理电路的1/f噪声。为提高系统线性度,模/数转换器(ADC)采用2阶1 bit Sigma-Delta架构,同时采用斩波技术降低ADC的失调及1/f噪声。本文设计采用0.18μm BCD工艺,调理电路面积为28 mm^(2)。测试结果表明:MEMS加速度计在±50 gn的量程下,零偏稳定性达到73.7μg,非线性度为69.3×10^(-6),总功耗110 mW。

关键词：微机电系统加速度计电容/电压转换电路高精度大量程

大量程闭环MEMS加速度计非线性分析与优化法

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中国惯性技术学报 2016年第6期24卷 803-808页

作者：肖鹏孙国良刘林王小斌孙俊杰余才佳西北工业大学自动化学院西安710072 西安飞行自动控制研究所西安710065

为研究大量程翘翘板摆式闭环MEMS加速度计系统的输出非线性,分别从质量块受力不平衡所产生的平动效应以及电路零位引起质量块闭环平衡位置偏差两个主要误差源入手,建立了两种误差引起加速度计非线性的数学模型,并采用ANSYS和Simulink软... 详细信息

为研究大量程翘翘板摆式闭环MEMS加速度计系统的输出非线性,分别从质量块受力不平衡所产生的平动效应以及电路零位引起质量块闭环平衡位置偏差两个主要误差源入手,建立了两种误差引起加速度计非线性的数学模型,并采用ANSYS和Simulink软件对传感器结构及系统进行了仿真验证,确定了该模型的正确性及非线性的优化方法。最后,按照以上分析进行了样机制作和离心测试。试验结果表明,通过减小翘翘板摆式结构质量块的平动效应,可将±150g量程加速度计的非线性由5.4979′10-2减小至5.320′10^(-3),在此基础上通过减小质量块闭环平衡位置偏差,可进一步将加速度计的非线性减小至2.772′10^(-3)。

关键词：大量程 MEMS加速度计非线性平动效应闭环平衡位置