用力传感器测量位移和加速度的方法

指出用常规方法测量位移和加速度的局限性。依据力传感器良好的频响特性，并借助ＦＦＴ技术，提出一种用力传感器测量位移和加速度的新方法。该方法实现简便，能在较宽的频率范围内测量位移和加速度，尤其能较精确地测量大位移和低频加速度，还能校准加速度传感器低频段特性。实验证明，该方法是行之有效的。     

基于加速度测量的智能桁架结构振动主动控制

加速度传感器具有频带宽、结构简单、重量轻等优点而获得了广泛使用，因此研究基于加速度测量的结构控制系统具有较大的实用价值。文中的只能获得加速度时，采用模态滤波器技术实现从物理加速度响应解耦得到单模态加速度的响应。然后改变Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒ观测器的结构形式，从模态加速度响应观测得到模态们移和模态速度响应。基于模态滤波器和最优控制理论，采用独立模态空间控制策略，实现了具有密集模态的三维柔性智能桁架结构     

基于气压传感器的海拔高度测量系统设计

介绍了一种基于气压传感器BMP085的海拔高度测量系统。该系统以Arduino mega2560嵌入式芯片为微控制,采用IIC总线与气压传感器BMP085连接并获取气压传感器BMP085所测量的气压值和温度校正参数。根据大气压测量海拔高度原理,运用线性插值优化算法计算出海拔高度值或相对海拔高度值,并将计算结果用液晶显示器输出。整个系统集传感器和微控制器于一体,具有结构精简、灵敏度高、低功耗、体积小、智能化、操作简单等优点。     

水下平板壁面剪应力MEMS测量研究进展

围绕水下平板壁面剪应力测量进行了一系列的试验测试研究工作，包括MEMS壁面剪应力传感器标定、平板模型设计、微弱信号测量系统开发、平板边界层参数估计与CFD仿真分析以及近壁面速度剖面LDV测量等。对于速度为0.2~0.7m/s的来流，基于MEMS传感器阵列对水下壁面剪应力进行了测量，同时使用LDV进行速度剖面测量，并通过对速度剖面的拟合求解出平均壁面剪应力值。通过比较可知，MEMS测量结果、LDV速度剖面法拟合结果和经验公式计算结果三者一致性较好，相互之间差别在5%以内。     

风洞模型-支撑系统涡激振动测量与分析

以0.55m×0.4m低湍流航空声学风洞某模型及其支撑系统为研究对象,采用基于加速度传感器直接测量支撑系统和热线间接测量模型尾流相结合的方法,测量并分析了风洞模型-支撑系统的涡激振动模态,给出了测量方案和数据处理方法。采用基于加速度传感器的功率谱分析方法,获得了模型-支撑系统的三阶振动频率分别为31.1、120.9和221.4Hz;采用基于加速度传感器的频域滤波和频域积分方法,提高了有效信号的信噪比,获得了模型-支撑系统振动的振型和振动节点位置;采用热线测量模型尾流分离涡脱落频率的方法,获得了模型一阶和二阶振动的尾流涡激频率分别为31.1和124.1 Hz,并从测量尾流速度脉动量获得了模型振幅变化和抖振边界信息。实验结果表明,采用热线测量模型尾流从而分析模型振动的方法,有利于小尺度的模型振动测量,而且相对于加速度传感器装于模型表面的直接测量方法而言,对试验模型的绕流流场干扰较小,为测量风洞试验模型的涡激振动模态提供了一种方法。     

国内仪表

国产JCM—1型模拟磁带记录器简介在生产斗争和科学实验领域内,模拟信号的测量分析是必不可少的环节,特别是实验研究工作中一些连续或不连续变化过程(缓变、速变、瞬变等)的分析(例如频谱分析),使用磁带记录器几乎是目前唯一的方法.在非电量的电测技术中,利用相应的传感器,可以测量力、压力、应力、位移、振幅、速度、加速度、温度、噪声、心电等各种物理量的     

混沌型传感器(英文)

创造性地利用混沌的初值敏感性,提出了混沌型传感器的概念和结构,证明了将符号动力学的基本理论用于测量领域是可行的.然后,用开关电容实现了混沌型传感器的理论模型,并给出了基本的实验结果.该传感器具有灵敏度和分辨率高、结构简单,直接输出数字量的特点,开 创了混沌应用的新领域,同时也为探索新型传感器结构提供了一条可能的途径.     

新产品

Endevco公司生产的2262—200型压阻加速度计,用于火箭发射、组件试验、运输冲击、汽车碰撞等研究中测量应变和动力加速度。测量范围±200g,频率直流至1100Hz. 译自《ENVIRONMENTAL QUARTERLY》1970 NO 1.P 36 Setra Systems公司生产的压缩气体薄膜阻尼式(非颤动式)加速度计,具有±100至±10000g这么宽的冲击测试范围。其过载可高达50000g;自然频率为17000Hz;输出大于1伏直流;温度范围为-65°至 250℉。     

双平稳段地震动强度指标与框架结构地震响应位移的相关性分析

多断层破裂的大地震所产生的双平稳段地震动对建筑结构造成的震害比单平稳段地震动的震害要严重得多,以何种强度指标来更好地描述双平稳段地震动的特征,目前还不十分明确。以5.12汶川地震具有明显双平稳段特征的记录为数据基础,分析强度指标与框架结构最大响应位移间的相关性,根据强度指标与结构最大地震响应位移的线性回归方程的显著性大小,来选取能合理描述双平稳段地震动特征的强度指标。研究结果表明:在三类强度指标中,速度型强度指标与框架结构最大地震响应位移间的相关性最强,位移型强度指标对应的相关性最弱,加速度型强度指标与框架结构的最大地震响应位移的相关性则介于速度型和位移型两者之间;在速度型强度指标中,又以峰值速度对应的相关性最强;峰值速度与结构地震响应位移值的回归方程最为显著。建议选用峰值速度作为双平稳段地震动作用下工程结构抗震分析用强度指标。     

基于速度和加速度约束的有限控制能力路径跟踪

在考虑实际系统有限控制能力的情况下,对非完整移动机器人提出一种完全满足速度和加速度约束的路径跟踪技术。根据系统状态方程分析了移动机器人维持无偏差跟踪状态的条件,先通过智能预测控制将路径偏差转化为同号状态,再应用滚动时域控制和约束条件设计一种改进型最优预测控制器。当路径跟踪开始时,控制量从零初值调整;当路径偏差同步消除到零时,控制量可在速度和加速度约束下及时调整到零。仿真结果验证了所提技术的有效性,有限控制能力使该技术在工程应用时具有更好的可行性和适应性。     

地球的椭圆度对用惯性法测量速度的影响

用惯性法测量飞行器水平飞行的速度~*,由于地球的不圆度引起颇大的误差,这种误差和飞行器发射点与流动点的地理纬度,航向角,偏航角以及飞行时间有关。假设飞行时间不长,所经过的纬度大,计算表明,在北纬45°附近朝南北方向或东北——西南方向飞行时,速度测量的误差值最大;在没有偏航的情况下,飞行2分钟,则误差值将达到3.9米/秒,飞行时间越长,误差将越大。这样大的误差对于准确度要求较高的中程与远程火箭以及飞行时间比较长的其他飞行器是不允许的,因此,在设计这类飞行器的惯性导航系统时,必须考虑地球的不圆度对速度测量的影响,设法加以补偿。本文视地球为一椭球体,分析了地球的椭圆度对于用惯性法测量速度的影响,求出其计算公式,并画出便利于计算的有关曲线。为研究的方便,本文所来用的稳定系统是纵向安装的具有积分修正的垂直陀螺仪,速度的测量系由装在陀螺仪内框架上的水平加速度计所测得的加速度经过积分器积分而实现,但是所得的结果对于采用任何陀螺稳定系统是同样适用的。     

基于Kalman滤波器的无人机高度信息估计

无人机高度信号的品质直接影响无人机高度控制的精度。利用无人机气压高度表、GPS卫星接收机、惯导输出的高度、垂直速度和垂直加速度建立了高度测量系统状态方程与量测方程,并通过卡尔曼滤波器对各传感器输出的高度信息进行融合,最后通过仿真模型对真实高度进行了估算。仿真结果表明估算后的高度信息精度高于单一传感器的高度信息精度。该仿真结果可为无人机控制技术设计提供参考。     

可带微处理机的集成传感器

用硅集成电路工艺制成、可以与微处理机集成在同一芯片上为硅微电子敏感元件-传感器,正在许多实验室进行研制,即将使微处理机在许多用户中得到应用。其应用包括汽车、摄影机、洗衣机、小型化生物医学仪表、冰箱、熔炉、防污染设备、空气调节器、电子气压表、气象站等。目前,因为没有价格低廉的用硅集成电路制成的可靠的传感器来测量压力、温度、湿度、力、加速度和气流,而使微处理机很难打入这些市场。     

加速度计设计的新发展

由于压电加速度计具有某些优点,所以广泛地采用这种传感器准确地测量振动与冲击,但是,实际发现,其测量结果严重地受基座弯曲和温度瞬变这两种环境因素的影响。为此近几年进行了许多结构设计的改进工作。克服基座弯曲的最好结构形式是三角剪切式,即将三块压电元件分别固定在加速度     

阻尼颗粒动态特性研究

在垂直简谐激励条件下,测量颗粒体对基础产生的冲击力,得到冲击力受约化加速度控制会经历一系列倍周期分岔的规律,并给出分岔周期冲击力的谐波分量表达式;通过稳态功率输入法得到阻尼颗粒产生的损耗功率和附加质量与激励的关系。试验结果表明,对于给定频率,损耗功率随激励幅值的增加单调递增;对于给定速度幅值,损耗功率随激励频率的增加呈现为：低频段迅速增大,而后递增速率减缓的过程。由颗粒体产生的附加质量存在明显的转捩点现象,转捩点之后,附加质量随激励幅值的增加而变小。     

强声激励下旋流火焰周期性流动结构的实验研究

强声波扰动下旋流流场的动态特征对于理解旋流火焰的非线性响应特性非常重要。基于超高重复频率脉冲串式激光器高速粒子示踪技术测量了强声激励下旋流火焰的动态流场，研究了旋流流场周期性涡结构和流场-火焰动态相互作用。周期性声波扰动会在旋流火焰内剪切层和外剪切层中引起固有涡结构。发现外部涡环在卷曲火焰锋面和改变火焰热量释放速率中起主要作用，而内部涡环分布在火焰根部并会影响中心回流区速度分布。定量提取了声诱导涡环的轨迹、涡量、环量、尺寸、出口速度以及加速度之间关系，发现强声激励下的出口速度和加速度决定了外部涡环的形成和脱落过程。     

压电阻抗技术在焊缝裂纹监测中的应用

采用多片压电元件(PZT)粘贴在焊接铝板结构表面,用阻抗分析仪测量PZT导纳信息,研究激励频率对PZT导纳值的影响以及不同位置PZT传感器对裂纹感知的灵敏性.构建人工神经网络,对焊缝结构的缺陷进行定位.实验结果表明:PZT传感器的导纳谱能灵敏地反映结构状态的微小变化;且不同位置PZT对裂纹感知的灵敏度不同;对于同一PZT,激励频率不同,其阻抗变化量不同;提取导纳信息中表征结构健康状况的特征量作为神经网络的输入向量,训练后的神经网络可以迅速并准确地实现焊缝结构损伤的监测和定位.     

改性C/C材料梁结构四点弯高温应变光纤传感测量

本文根据梁结构四点弯模型挠度与应变的关系特点,采用自主研制的光纤高温应变复合传感器,在改性C/C材料结构表面用高温无机胶粘贴布设传感器,放入高温挠度试验机进行常温至800℃条件下的四点弯加载试验,获得不同挠度下光纤复合传感器所测的应变数据,并与按四点弯模型计算的参考应变作对比,相对误差1-范数平均值在10%以内。通过有限元进行四点弯模型仿真计算,获得不同挠度下试验件上的应变仿真数据和光纤复合传感器测量的应变仿真数据,二者相对误差为7.56%。高温挠度试验和有限元仿真结果均证明,在测量梁的弯曲应变时,光纤高温应变复合传感器测量结果大于挠度对应的梁的实际应变值,相对误差在10%以内。     

激光多普勒测速方法研究超声速冲击射流

在超声速射流噪声的产生中 ,喷嘴出口的激波栅格结构有关键的作用 ,激波栅格的间距是推测激波噪声基频的基本参数。应用激光多普勒测速方法对收缩喷嘴欠膨胀射流垂直冲击平板的流场进行了测量 ,获取了射流轴线上的速度分布。从该轴线速度的起伏推算出自由射流段的激波栅格间距与前人用接触测量方法得到的经验公式基本一致 ,但是比该经验公式值低 5 %以上 ,表明由该接触测量所得的经验公式描述的激波栅格间距可能大于实际的激波间距。     

基于压电阻抗技术和BP网络的结构健康监测

以装有多个螺栓和多片压电元件(PZT)的铝梁为实验对象,研究激励频率对PZT导纳值的影响以及PZT传感器感知较近螺栓松动与较远螺栓松动的灵敏性.构建BP网络,以各个螺栓分别松动时所测得的所有压电元件的导纳值作为网络的模式样本,输入到神经网络进行训练.实验结果表明:PZT传感器的导纳谱能灵敏地反映结构状态的微小变化;且离松动螺栓近的PZT导纳谱的变化远大于离松动螺栓远的PZT的导纳谱的变化;对于同一PZT传感器,激励频率不同,其阻抗变化量不同;选取PZT阻抗值变化明显的频率点来构成神经网络输入向量,训练后的BP神经网络能够快速并精确地判断出松动的螺栓位置.