传感器新技术

1　传感器与非电量电测技术在大量的科学研究或生产过程中 ,需要测量各种物理量和化学量 ,例如 :位移、速度、加速度、压力、温度、流量等等。为了精确测量各种非电量 ,常需要采用电测技术。就是说把这些非电量应用电子测量装置 ,采用电测方法来检测。而在非电量的电测技术中首先遇到的就是将各种非电量转换为电量。人们把能够完成被测的非电量转化为与之有确定对应关系的电量输出的装置称为传感器。传感器通常也叫换能器或探测器。传感器输出的信号有不同形式 ,如电压、电流、频率、脉冲等 ,以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要…     

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％。     

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。     

冲击波压力传感器测试系统的动态标定

介绍压力场测试中所采用的压电压力传感器的标定方法。压力场测试中所采用的传感器是一种以压电晶体做敏感元件的压力传感器，它可以将压力讯号直接转换成电荷输出，其输出量与被测量压力成正比。该传感器具有较大的测压范围、较好的线性、快速的上升时间、高的压力-电荷灵敏度和较小的几何尺寸。给出了压电压力传感器的实验室标定方法和野外使用环境条件下的现场标定方法，并进行了对比研究。     

智能型五孔压力探针测试仪的研制

介绍了一种用8098单片机处理不对向测量五孔压力探针信号的测试仪器，它可以直接用数码管显示所测空间流场的总压、静压、α角、β角、速度和各测孔压力值，由于采用了高精度的带温度补偿的压力传感器，前置放大器，提高了仪器的测量精度，该仪器输出有串口和并口，容易实现快速记录和与上位计算机通讯。本仪器可通过圆柱三孔压力探针及速度管对空间气流的α角、总压、静压和速度进行测量，所以该仪器是一台多功能的测试仪。     

1种未知输入观测器的推广设计方法

为使未知输入观测器的应用范围更广,提出1种解决在未知输入观测器(UIO)设计过程中对象测量输出线性相关问题的方法。通过对测量输出的线性相关性分析,测量输出可以被合理分组,使得各组内包含部分互相线性无关的测量输出并且保证这些分组涵盖了所有需要诊断的测量输出传感器;以这种方式来满足设计UIO的存在条件,并在此基础上针对不同分组来设计UIO以进行关于传感器的故障诊断算法设计。针对1个工程实例,使用UIO进行传感器的故障诊断设计验证了该方法的可行性。     

一种新型的分布式数据采集器(二)

4 系统结构和工作原理 900系列分布式数据采集系统由900系列数据采集模块、电源、通讯电缆、主机构成.可以在1.2 km的范围内,根据现场使用需要随意组成最少1个模块、20个测量点;最多不超过99个模块、1980个测量点(取决于模块)的测量系统.前端传感器输入信号可以是模拟信号(如温度、压力、电压、电流、应变等);也可以是数字信号(如开关状态监测、事件捕获、测频计数等).测量结果经模块内部A/D转换后,用RS485通讯方式,经屏蔽双绞线送至主计算机进行采集,并以固定的数据格式输出,用户可根据需要,采用相应的软件对采集到的信号进行处理.典型测量系统组成如图1所示.     

国外传感器技术的现状

国外传感器目前的技术性能已达较高水平，主要表现在以下几方面：1．精度高、测量范围宽。如压力传感器，其精度一般达0．05％～0．1％，有的达0．of％。美国PSI公司的PS型标准数字压力传感器的精度最高、重复性为0．005％，滞后0．001％，温度误差0．0002％。压力传感器的测压范围从0.01PSi到10000PSi。温度传感器的工作温度最低可到-196℃，最高可达1400℃。2．小型化、系列化。标准化．如美国Entron公司的量程为2～500PSi的产品，直径仅为1．27mm。传感器多为系列化产品。3．可靠性高、稳定性好。可靠性数据比较完整齐备，敏感元件…     

V／F变换在远距离测量中的应用

在温度、压力、流量等参数测量中，因信号变化缓慢，远距离传送过程中，会造成信号漂移、噪声干扰等，影响整机的测量精度。如果将模拟星转换成数字量再进行数据传送就会抑制干扰，V／F变换是实现这种方式的方法之一。以下介绍其在测量中的具体应用。1测量原理（如图工）图1测量原理框图温度、流量、压力等传感器将相应的物理量转换成电压或电流信号．经前置器进行放大、电平调整归一化处理后提供给V／F变换器，并将其输入的电压信号转变成相应的频率脉冲信号，经过远距离传送后供单片机最小系统，进行数据采集、分析、校正等处理输出驱动…     

新世纪 新奉献

英国德鲁克有限公司是国际知名的科研与工业过程测量的生产厂商 ,最近又推出以下三款新产品。LP1 0 0 0系列微压传感器LP1 0 0 0系列微压传感器具有良好的性能价格比 ,其压力范围从 2 5Pa到 2 50 Pa,表压或差压 ,精度± 0 .5% ,单双向操作可选 ,电流或电压输出可选 ,结构紧凑 ,重量轻。它根据可变电感原理设计 ,具有灵敏度高 ,迟滞小和线性度好等特点。这种革命性的设计使它在经数百万次的压力循环后 ,都无零点漂移 ,并具有极好的抗振性、抗冲击性和防潮性。LP1 0 0 0的主要应用领域有 :净化室、HVAC(供热通风及空调系统 )以及其它需要…     

皮卫星姿态估计及粗太阳敏感器标定算法研究

粗太阳敏感器是一种由多个光电池片配置组成的模拟式太阳敏感器,它结构简单、资源要求少,在皮卫星平台应用较为广泛。光电池光伏输出特性是粗太阳敏感器测量的基础,使用余弦关系近似等效会引入很大的误差。通过实际测试和深入分析,建立了更高精度的粗太阳敏感器输出特性等效数值模型,并以此为基础,推导了卫星姿态估计及粗太阳敏感器标定的联合在轨实时算法。算法采用多级耦合结构,由1个扩展卡尔曼滤波器(EKF)和6个卡尔曼滤波器组成,同时估计卫星姿态、卫星角速度以及卫星6个面共30个标定参数。仿真表明,和常规的EKF姿态估计算法相比,联合算法的运算量只增加了一半,而估计精度却提高了一个量级。     

基于喘振信息数据融合的发动机温度传感器

针对热电偶（阻）型温度传感器呈现较强的惯性，提出一种基于矩阵奇异分解的传感器数据融合方法，将喘振信息与温度传感器输出信号相融合，分别消除了发动机进口温度T1约1．2％和涡轮后燃气温度L约0．8％的静态误差；同时，还提出了利用喘振信息消除温度传感器动态误差的技术，补偿了热电偶（阻）的惯性延迟。实验和仿真结果表明，该数据融合方法和动态补偿技术不仅算法简单有效，而且温度补偿准确，提高了发动机电子调节器工作的可靠件．     

航空用磁致伸缩油量传感器的研究与设计

飞机油箱剩余油量的精确测量是项很复杂的工作。它涉及到液位测量，飞行姿态误差修正，气压和温度引起的燃油密度的变化对测量影响的修正，油箱形状和结构的不规则带来的高度一体积一质量关系的非线性等诸多因素。本文着重介绍了将磁致伸缩传感技术应用到油量测量中重要的环节——液位测量中的原理及传感器结构，应用该方法可使液位测量的精度得到很大提高，为后续误差修正和数据处理打下良好的基础。     

一种爆膜式动压测量校准系统

研制了一种结构简单的爆膜式动态压力测量的校准系统，用于频响不大于１ｋＨｚ的动态压力测量系统的动态特性校准。实验表明：其信号发生器能够产生足够的频率成份用于激励；系统只需一次实验便可得到被校系统的频响特性，方法简便。     

Distributed state estimation for heterogeneous mobile sensor networks with stochastic observation loss

The problem of distributed fusion and random observation loss for mobile sensor networks is investigated herein. In view of the fact that the measured values, sampling frequency and noise of various sensors are different, the observation model of a heterogeneous network is constructed. A binary random variable is introduced to describe the drop of observation component and the topology switching problem caused by complete observation loss is also considered. A cubature information filtering algo...     

声表面波（SAW）压力传感器频率信号检测仪

介绍我们研制的声表面波（ＳＡＷ）压力传感器频率信号检测仪。分析了８０３１单片机制下的等精度测频方法的原理；介绍了仪器的硬件结构和软件设计思想，给出了硬件原电路图和主程序的流程图。     

大压力高精度谐振筒传感器设计

介绍用于测量高低温环境下高压气体绝对压力的传感器的设计,传感器采用谐振筒式敏感元件和数字量输出方式.量程满足0.02～4.0MPa,精度优于±0.05%FS,可在-55～150℃的较宽温度范围内可靠工作.该传感器可用于飞机发动机的电调系统,测量发动机不同位置的压力.文中主要论述了谐振筒的设计方法,确定了宽温大压力高精度...     

基于DSP的航空发动机转速传感器设计

提出了一种基于TMS320 LF2407A DSP的航空发动机智能转速传感器。设计了转速信号处理电路、显示电路、数字信号处理(DSP)与控制器局域网(CAN)总线接口电路和电源电路。提出采用动态分频技术的转速测量方法，并分析了其在2407A DSP上的实现，提高了转速测量的精度。实验结果表明该智能转速传感器功能强大、实时性好、精度可达0．01％，可应用于航空发动机分布式控制系统中。     

管道对进气道动态总压测量影响修正方法

进气道实验需要测量进气道出口截面的动态总压，当动态压力传感器与测点之间存在管道时，动态总压测量值与真值之间存在较大误差，进而会影响进气道出口截面湍流度的测量精度。通过在中国空气动力研究与发展中心涡轮动力模拟器校准箱的实验，系统地研究了管道对动态总压和湍流度测量的影响。实验结果表明:管道对动态总压和湍流度测量的影响非常严重，动态总压脉动量频域值可被放大10倍以上，湍流度可以放大2.8倍以上。基于修正耗散模型，通过实验结果对修正耗散模型进行了标定，并提出了动态总压管道影响修正方法，修正方法能够有效减小管道所引起的测量误差。