测量围护结构含水率的同面散射场式电容传感器设计

目前常用的测量含水率的方法有微波法、红外线法和电容法.由于基于电容法的传感器具有分辨力高、响应速度快、体积小、结构简单等优点,被广泛应用.针对围护结构含水率测试深度的要求和测试特点,本文通过仿真和实验,对同面电容传感器探头的结构尺寸进行了优化设计,并采取了保护电极以提高其抗干扰能力;运用改进的充放电电容检测电路,设计出一种测量围护结构含水率的新型同面散射场式电容传感器,该传感器具有宽范围的测试深度和较高的测试灵敏度.     

基于Ansoft的同面电容传感器的研究与仿真

阐述了利用同面电容传感器对复合材料进行无损检测的原理,运用AnsoftMaxwell有限元分析软件对不同极板间距和屏蔽电极形式的传感器进行仿真计算,比较分析了不同极板间距的传感器产生的电场强度变化趋势,研究了不同屏蔽电极对传感器检测特性的影响。仿真结果表明：传感器极板间距越大,检测深度越大,检测特性越好;在3种屏蔽电极中,环形屏蔽电极的检测特性最好。     

基于AD7746的同面电极电容检测系统设计

同面多电极技术是一种新型的飞机复合材料构件异常检测技术,而实现同面电极电容的精确、稳定的测量是实现该技术的关键问题之一。本文以FPGA为核心,采用ADI公司推出24位高精度电容数字转换器AD7746,设计了同面电极电容检测系统,并给出系统的软硬件设计。实验结果表明：系统能够稳定测量出微小电容,可检测到复合材料实验样板0.2 mm厚度变化和8.6 mm检测深度。     

电容成像传感器优化设计及其试验研究

为了减小电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)传感器相邻极板间耦合电容引起电容测量时的噪声值,设计了差分电极传感器系统并对差分电极与测量电极距离进行参数优化。实验系统采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)直接数字频率生成模块生成数字量的正弦激励信号,通过D/A转化为正负交流信号分别对测量电极和差分电极进行激励。差分电极与测量电极到管道中点的距离比例约1:1.2时传感器灵敏度最佳,仿真图像误差降低至0.23,图像相关系数提升到0.84;实验中空场时的系统平均信噪比比普通传感器提升了5.10dB,满场时的系统平均信噪比提升了4.50dB,相邻电极对的静止电容减少至38%,而电容变化占用最多测量值,即62%。差分电极传感器系统经过电极之间距离的优化设计,传感器系统性能得到提升,通过实验验证其可行性,并且能够应用在滑油监测。     

飞行控制系统舵面效率损失率估算方法研究

以某型飞机为研究对象，论述了一种基于模型的自修复飞行控制系统舵面效率损失率的估算方法。首次提出了采用多传感器信息融合来估算舵面效率损失率。因为舵面损伤故障采用全局滤波法检测，没有可直接测量其损伤程度的传感器，所以需要从飞控系统中多个传感器的测量信号综合判决来估算舵面损伤情况。最后，对所设计的舵面效率损失率的估算方法进行了数字仿真研究。仿真结果验证了该方法具有较高的准确性和实时性，为飞行控制系统舵面效率损失率的估算提供了一种有效的方法。     

具有自修复功能间接自适应飞行控制系统研究

分析了具有自修复功能的推力矢量飞机自适应控制系统的结构功能特点,利用RHO优化控制算法实现在线控制器设计,利用MSLS辨识算法实现在线飞行参数辨识,采用等价空间算法、传感器信息融合技术和概率统计理论实现FDI算法。依据系统各个部分的算法开发了仿真平台,对飞机存在舵面故障情况下的飞行控制系统进行仿真,解决了舵面损伤后气动参数变化问题。仿真表明,该控制系统是一个完整、鲁棒、收敛系统。     

热障涂层电磁/电容复合检测技术研究

热障涂层能显著提升发动机叶片的耐高温能力,但由于其工作环境恶劣,容易发生裂纹、烧结、界面开裂、涂层脱落等失效现象。针对单一检测手段获取的信息量有限、难以实现热障涂层全面准确评估的现状,根据电磁法适合检测导电材料、电容法适合检测非导电材料的特点,提出了热障涂层电磁/电容复合检测技术,研究了所涉及的检测机理、复合式传感器设计以及涂层参数检测等关键问题。仿真和试验结果表明:传感器电磁检测单元和电容检测单元对涂层厚度的最大检测灵敏度分别达到0.1Ω/mm和15pF/mm,为涂层厚度及介电常数、电导率等参数的定量检测奠定了基础,为热障涂层全面准确的评估提供了有效的解决方案。     

静电悬浮微机械加速度计检测电路设计

静电悬浮微机械加速度计通过静电力把质量块无接触的悬浮起来,具有极高的分辨率.一般采用差动电容式位移检测的方式来精确检测质量块在电极腔内的运动,然后在通过悬浮控制系统来实现六自由度的有源悬浮.针对该电容的检测,本文介绍了一种基于环形二极管解调的单频载波公共激励电极电容式多路位移检测方案,并进行了设计仿真与实验测试,实验测...     

推力矢量飞机自适应控制系统仿真平台研究

研究了具有自修复功能的推力矢量飞机自适应控制系统的结构功能特点,研究了RHO优化控制算法实现在线控制器设计,利用MSLS辨识算法实现在线飞行参数辨识和等价空间算法、传感器信息融合技术和概率统计理论实现FDI算法。并且根据系统各个部分的算法,采用面向对象技术语言VC 6.0和三维图形语言OpenGL开发了仿真平台,利用仿真平台实时演示了飞机存在舵面故障情况下的飞行控制系统运行仿真,解决了飞机飞行过程中存在舵面损伤和气动参数变化的问题,该仿真平台可以根据需求进行飞机故障加载,具备完备的推力矢量飞机自适应控制系统仿真功能。     

神经网络在广义经典分配问题中的应用

在两节点分布式多传感器系统中,一些航迹关联算法可以化为广义经典分配问题。广义经典分配问题是一个组合优化问题。当目标数目较多时,很难得到问题的最优解,而且其计算量容易呈现指数爆炸现象。文章提出了用Hopfield神经网络和平均场网络解决此问题的方法。仿真结果表明,采用文章提出的人工神经网络模型求解广义经典分配问题,不仅使航迹关联具有较高的关联正确率,而且计算时间不会出现指数爆炸现象。仿真结果还表明,平均场网络相比Hopfield神经网络更易于得到问题的最优解。     

电容式传感器在飞机燃油测量系统中的应用

叙述了电容式传感器在飞机燃油测量系统中应用。首先,分析了电容式传感器在飞机燃油测量系统中工作的基本原理:因燃油液面位置变化而使电容量产生变化,将其转化为实时电信号,可以实现对飞机油箱油量变化的实时测量。其次,分析了测量误差产生的原因,并提出了改进措施。     

变介电常数电容传感器的原理及应用

变介电常数电容传感器是飞机燃油测量系统的重要部件,用于感受飞机燃油箱的燃油量。根据电容器两极板间的电介质变化,引起传感器电容量变化,电容信号经过C-V变换电路转换为直流电压信号,数字化后输入微处理器计算后,送飞机终端显示系统显示油量信息。介绍了变介电常数电容传感器的原理和应用。     

Electrostatic field detectors, the seaside, and the desert wind?[PERIFELD-M security fence]

In the early 1960s, the first ideas were developed by leading companies in Germany to design an intrusion detection system following a capacitance measurement principle. In 1982, Siemens AG was the first company in this market which analysed all outdoor influences and recognised the essential problems which cause any classic capacitive or electrostatic detector to suffer from high unwanted false alarm rates. The result was that, already in 1984, a complete new peripheral hardware design, with a very high electrical and capacitive stability, was created by Siemens AG which remains state-of-the-art. Nevertheless, even if this high-grade material is installed, it can happen in certain cases that apparently invisible peripheral influences are the cause of important electrical effects. This paper describes a practical case experienced in 1999 where a coincidental combination of seaside conditions and a local desert wind strongly interfered in the physics of a capacitive electrostatic field detector     

Progress in CMOS integrated measurement systems

Selected micro- and nano-systems developed recently at the Physical Electronics Laboratory of ETH Zurich are reviewed: (i) a fluxgate microsystem for detection of the Earth's magnetic field; (ii) a capacitive chemical sensor microsystem for detection of volatile organic compounds in air; and (iii) a parallel scanning AFM chip. The micro- and nano-systems combine sensor structures and readout circuitry on a single chip and are fabricated using industrial CMOS technology in combination with post-processing micromachining and film deposition     

新型电子传感器在微裂纹检测中的应用

讨论了金属材料疲劳微裂纹与外逸电子发射的关系,提出了检测微裂纹的新型外逸电子传感器的设计方案,介绍了传感器电子控制电路与IBMPC/XT机的接口电路。实验结果表明,控制电路与接口电路设计合理,传感器测量精度较高、工作可靠。该传感器的研究和设计,可为金属材料微裂纹的无损检测开拓一条新的研究途径。     

A method of predicting visual detectability of low-velocity impact damage in composite structures based on logistic regression model

This paper proposed a new method for quantitative assessment of visual detectability of damage based on logistic regression, using the Probability of Detection (POD) as a criterion. Experiments were performed to establish the massive hit/miss data of visual inspection. Authoritative investigations verified the reliability of the data. The prediction function concluded comprises more than one flaw size parameters, including the depth and diameter of the dents. The results show that the depth and diameter of the dents are pivotal for the evaluation of detectability; the type of detection, the detection distance, and the qualifications of personnel are critical external factors to be considered. This function, with an accuracy rate of nearly 85%, is capable of predicting the visual detection probability of impact damage under various detection environments, which will provide a reference for the damage tolerance design of composite materials and field maintenance in the Non-Destructive Testing (NDT) field.