BME680压力传感器非线性补偿和温度补偿方法及实现

为了提高微机电系统(MEMS)压力传感器的测量精度,研究了压力传感器非线性补偿和温度补偿算法,提出了一种基于单片机的传感器非线性矫正方法,设计了一款集成数据采集系统、修正系统和传输系统的柔性压力片。采用一款商用MEMS压力传感器BME680进行了试验,利用Matlab软件对采集的数据进行分段多项式拟合,基于压力片MCU实现传感器误差的非线性补偿和实时修正。试验结果表明,温度补偿算法效果明显,压力传感器的静态输出精度提高明显,10℃及10℃以上,提高到0.207%FS;10℃以下,提高到1.39%FS,达到了预期要求。     

声表面波压力传感器信号采集与处理

声表面波 (SAW)传感器能将被测量转换成容易检测的频率信号 ,即一种准数字信号的输出。针对 SAW压力传感器 (以 CSF- 1 0型 SAW压力传感器为对象 )的输出特点 ,利用等精度频率测量法测量输出频率 ,并用 Dallas的单线数字温度传感器 DS1 8B2 0测出现场温度 ,采用 BP神经网络对所得数据进行温度补偿后得到精确的被测压力值     

基于精密压力传感器气密性检测装置设计

针对某型装备润滑系统、燃油系统、助推器等气密性检测要求,分析了常用气密性检测方法的特点,介绍了一种基于精密压力传感器的直压气密性检测技术方案,采用DPS8000精密压力传感器作为系统压力检测单元,内嵌了无油干式压力泵作为压力源,采用了STM32F103VE微控制器,提出了基于最小二乘法的气压泄漏率计算模型和温度补偿模型,扩展了设备温度适应范围,提高了检测准确度,实现了气密性自动检测,检测压力和保压时间数字设定,具有操作方便、显示直观、灵敏度高、便携性好的特点。     

小型化MEMS制导仪标定与误差补偿方法研究

为了提高某小型化制导仪中的低精度三轴MEMS(Micro-electromechanical Systems)陀螺仪的测量精度,建立了误差补偿模型,并基于三轴转台安排了标定试验,求得模型参数,并进行解耦验证。由于惯性器件温度漂移和温度测量过程中的滞后现象,针对陀螺仪进行-40℃~50℃的温度标定试验,采用一元高阶模型对陀螺仪温度漂移误差进行补偿,并通过MATLAB对该温度范围内的标定测试数据进行曲线拟合,得到零位相对温度变化的的拟合函数,并分离出相应的系数。试验结果表明,采用该种标定与误差补偿方法比传统方法节省了大量时间和人力,而且还能够快速标定出温度系数,从而有效地提高了陀螺仪的测量精度。     

柔性热膜剪应力传感器水下测量温度修正

柔性热膜微传感器应用于流体壁面剪应力测量时,流体温度对传感器输出有很大影响,因此有必要对工作在非标定温度下的传感器输出信号进行修正补偿。重点研究了水下测量时传感器输出与水温的关系以及温度修正方法。通过分析传感器过热比和流体物理性质与温度的相关性,建立了流体温度与传感器过热比和标定系数的函数关系。在此基础上,提出了一种用于水下剪应力测量的温度修正方法,可以有效减小水温对传感器输出的影响。经实验验证,该方法可以使工作在25℃、28℃水温环境下的传感器输出值与其20℃标定值的相对误差从23．7％和37．1％回落到0．82％和0．83％。     

MEMS惯性测量组合的整体误差建模与标定

对微机电系统(MEMS)惯性测量组合(MIMU)的主要误差项进行分析,提出一种针对MIMU整体的误差补偿模型,模型囊括MEMS惯性传感器自身的零漂、互耦、标度因数非线性等误差,以及传感器安装误差、系统电路漂移等.根据模型设计整体标定和补偿方法,并用最小二乘法系统求解模型中的69个误差系数,避免单一传感器误差补偿的片面性.针对MEMS传感器明显的温度非线性,利用分段补偿的方法将所研制的MIMU的全温范围分成3段,分别求解各分段误差模型的误差系数进行补偿.经实验论证,该方法能有效地抑制多种误差项对MEMS传感器精度的影响,使MEMS陀螺和加速度计的精度提升1-2个数量级.     

压力传感器的技术指标与温度修正技术

介绍了压力传感器的主要技术指标，并简要阐述了对压力传感器进行温度补偿的目的与方法，供使用人员参考。     

基于Laguerre函数的高压力非线性传感器补偿研究

针对高压力传感器线性化输出的结果不准确的现象,研究了具有针对性的Duffing非线性系统。用传感器的输出数据作为补偿器的输入,传感器的输入数据作为补偿器的输出,进行基于Laguerre函数的非线性动态补偿器的设计研究。该方法无需知道传感器的非线性阶数,对于外界干扰有较强的抑制作用,对于时延对象也具有一定的优势。利用该补偿器对传感器进行动态补偿,将补偿结果与阶跃响应输出进行对比,结果表明该非线性模型补偿的有效性。     

基于单片机的数字式热电偶传感器设计

针对热电偶传感器存在的输出热电势信号小、不便于远距离传输,需要进行冷端温度补偿、不便于使用,输出的是模拟信号、不便于实现数字式测量等问题,提出一种基于单片机的测量电路,该电路可对热电偶输出的信号进行测量,并能够自动进行冷端温度补偿,测量结果转换为RS232串行信号向外输出。热电偶传感器配备上该测量电路,便可实现所测温度的数字输出,具有较高的实用性。     

基于寿命法的压力敏感涂料静/动态特性实验

压力敏感涂料测量技术在内外流表面压力测量方面具有独特的技术优势。涂料光谱特性及"传感器"特性的研究对于分析喷涂固化中环境差异等不可控因素的影响程度、检验拟用涂料配方特定试验的适用性具有十分重要的意义。为此,以一种在研的磷光压力敏感涂料为对象,基于自主研发的静态校准系统对发光寿命随压力与温度的变化规律进行了实验研究,通过对测量结果的拟合分析发现所用涂料的温度适用范围在30~60℃之间,且可进行温度敏感度修正;基于自主研发的高频动态压力光学校准系统对涂料在不同压力脉动频率下的涂料发光寿命峰峰值规律进行了实验研究,通过分析研究确定所用涂料基于发光寿命的截止频率上限为0.94 kHz。实验研究进一步验证了涂料特性静动态校准组合方法的可行性与有效性,为压力敏感涂料配方的研发及其应用拓展提供了重要的技术支撑。     

旋翼模型桨叶表面压力测量试验

采用"桨叶表面预先压槽,再粘贴片式压力传感器并粘胶带再开测量孔"的方法测量旋翼模型桨叶表面压力,在8 m x6 m风洞完成了地面悬停和风洞前飞试验,研究了桨叶表面压力测量技术和数据采集处理技术,获得了桨叶表面特征剖面的压力分布,建立了实用的旋翼模型桨叶表面压力测量试验技术.     

振动主动控制中的三个问题

介绍了振动主动控制中的三个重要问题：传感器、作动器和信号处理，对常用的传感器、作动器的工作原理、特点和应用进行了分析，并对信号处理的两个重要技术：Fourier变换和小波分析进行了较详细的分析比较。     

A new quadrature sampling and processing approach

A quadrature sampling and array signal processing technique that differs from earlier approaches in that is processes the data before the Hilbert transformation is presented. A fast Fourier transformation (FFT) technique that performs the discrete Fourier transformation (DFT) on the sampled data directly without Hilbert transformation is proposed for frequency-domain signal processing. For array signal processing, the proposed approach does not perform Hilbert transformation prior to signal combining. It features high processing speed, low distortion, and hardware simplicity. Error analyses, performance evaluation, and computer simulation results are included     

基于比例阀门的升降速度控制方法研究

提出了一种新的航空升降速度标准信号自动产生方法.从控制方面,采用硅压阻模拟、石英数字双传感器,分别作为过程控制传感器和基准压力传感器,保证系统升降速度的准确度.采用双闭环控制方案,模拟闭环采用电路设计实现,数字闭环通过计算机、数字传感器和软件实现.控制执行部件采用一对比例电磁阀门.控制电路设计采用了模拟电路PID和数字PID控制结合的串级控制方案,对实现升降速度和压力信号变化的微分电路进行了设计.实验证明,该装置升降速度的输出准确度优于0.2%F.S,控制范围为0～200 m/s.     

微型涡轮发动机综合测控系统设计

针对微型涡轮发动机测控要求,设计了集试车、控制系统半物理模拟、电动供油试验功能于一体的综合测控系统.各传感器调理信号并接到测控计算机与电子控制器;电子控制器通过串口接受测控计算机操纵指令,并采集p₂进行转速间接闭环控制.详细介绍了转速测量方法、电动油泵(pulse width modulation,PWM)驱动设计,并分析、设计了发动机控制律.测试软件以Lab Windows/CVI为平台,采用多线程技术设计.应用表明,系统结构简单、试验效率高,可为同类发动机研发提供支持.      

姿态测量中MEMS陀螺输出信号处理方法研究

为实现基于MEMS器件的舰船测姿,对MEMS陀螺的输出信号进行研究与处理。在分析MEME陀螺的输出误差模型基础上,通过经典卡尔曼滤波与鲁棒滤波的理论对比,设计滤波器对其输出信号进行滤波降噪。实验表明：鲁棒卡尔曼滤波方法对于MEMS陀螺输出信号的平滑降噪效果显著。     

Analysis of requirements to the measurement channels of helicopter air data system based on a stationary combined aerometric receiver

The structural and functional scheme of helicopter air data system based on a stationary combined aerometric receiver using the aerometric field information of the main rotor vortex column is considered. According to the algorithms of information signal formation, the requirements to metrological characteristics of primary information sensors for the measurement channel system are substantiated.     

精密加工表面粗糙度在线检测系统的研究

介绍一个高精度的激光光纤传感式精密加工表面粗糙度在线检测系统。系统的工作原理基于表面散射理论,综合采用了光强补偿、调制、单通道信号处理以及互补采样等一系列技术,确保了测量的高精度。系统使用了单片微机,包括信号切换、互补采样、运算处理及显示打印等测量全过程,均由单片机控制     

航天器DOR信号本地相关处理的建模与仿真

详述了DOR（差分单向测距）信号的本地相关处理方法。首先根据轨道预报确定先验时延模型值,利用高精度频率估算方法估计航天器DOR信号的星上发射频率,然后通过时延模型值与频率估计值构造DOR本地模型信号,再将此模型信号分别与测站接收的DOR实测信号进行互相关运算,提取相关相位,解算高精度时延观测量。推导了DOR信号本地相关处理的数学模型,通过信号仿真验证了该方法的有效性,在仅考虑系统噪声影响与轨道预报误差的条件下,仿真时延测量精度达到0.1 ns,为深空航天器精密轨道测量提供了一种可借鉴的技术方法。     

Fault processing policy based on dual-redundant control law for aero-engine control sensors

A fault processing policy was proposed for the circumstance under which all the dual-redundant closed-loop feedback control sensors went wrong. This policy was based on dual-redundant control law and may maintain the performance of turbofan engines. When pair of controlling sensors went wrong and the primary control law was unable to implement, control system performs the backup control law instead of the primary one so that the fault sensors were isolated from the closed control loop. This fault processing policy may not only avoid increasing engine weight and cost with the additional sensors hardware, but also avoid the error of analytical sensor signal. It can improve the engine mission reliability and control quality.