基于融合滤波的MEMS动态倾角仪算法设计

倾角仪是测量物体水平倾角的仪器,在测绘仪器、天线定位、平台控制、海上平台监控等方面有着广泛的应用。基于以MEMS陀螺仪和加速度计为核心传感器、STM32H743为核心控制器的高精度动态倾角传感器,针对加速度计受线加速度影响不适合跟踪动态角运动、陀螺仪受漂移影响存在误差累计的问题,设计了一种融合滤波算法,采用零速修正和姿态自观测方法建立扩展卡尔曼滤波模型,通过反馈矫正将陀螺仪和加速度计输出数据进行融合滤波,去除加速度计受动态环境产生的干扰误差和陀螺仪产生的累计漂移误差,得到高精度载体水平姿态信息。使用大理石平板及三轴转台分别进行静态及动态试验验证,测量过程中动态倾角仪通过RS422串口及CAN总线将仪表原始信息及姿态解算信息传输给地面采集设备,实现对载体姿态的连续、实时计算和显示。经试验验证,该算法能够有效提高系统倾角跟踪精度,测量精度优于0.008°(1σ)。     

模型操纵面自动控制系统设计

本文介绍了操纵面偏转角度自动控制系统的组成及工作原理。模型操纵面自动控制系统机构以微型直流伺服电机作为驱动源进行自动变角控制，成功开发了操纵面舵偏角自动校准系统，并且首次将倾角传感器应用于系统中测量操纵面的偏转角。操纵面自动控制和校准系统的成功研制为模型操纵面偏转角精确自动调节提供了技术保障。     

石英挠性加速度计在角度检测中的应用

随着科学技术的进步,角度检测在现代工业体系中占有重要地位.现有角度检测设备因其测量范围、测量精度和功耗等局限,而逐渐不能满足测量要求.采用石英挠性加速度计传感器、AD7734与ARM MCU组合而成的一种新型倾角测量仪,通过对石英挠性加速度计的电流信号进行调理和AD采集,以及对采集的数据进行滤波处理,解算出倾角,通过标准RS485通信接口将数据传输到PC机上显示.实验表明:在0°～ 30°角度测量范围内,该系统倾角测量精度可以达到±0.01 °,具有很好的工作稳定性.同时,该倾角测量仪具有体积小、精度高、重量轻、功耗低等优点,可广泛应用到桥梁架设、国防军事、地质勘探、土木工程、石油钻井、航空航天、航海、精密加工等领域.     

光纤传感器及其在常规兵器试验中的应用

介绍了光纤传感器的一般原理，详细了强度调制光纤压力传感器和波长调制温度传感器的传感机理。给出了光纤传感器在爆炸冲击波压力测量、爆炸燃烧和炮管的温度测量、环境湿度测量、爆炸速度测量中一些应用实例。     

静子导流叶片安装角检测装置的设计与研制

针对压气机静子导流叶片安装角度的检测要求,设计并研制了一套高精度的专用检测装置。该装置包括基于MEMS双轴倾角传感器设计的倾角仪、高精度测试定位工装和上位机数据分析处理软件等。本文详细分析了检测装置的测量误差,并利用高精度端齿分度台进行了检验和标定。实际测试结果表明,专用倾角仪测量精度高(小于±0.1°),检测数据存储及传输方便,能够满足压气机静子导流叶片安装角度的现场检测需求。     

叶尖粗糙度与倾角对光纤传感器输出特性影响

航空发动机涡轮叶片叶尖间隙变化影响发动机效率也蕴含丰富的发动机健康状态信息。实际叶尖间隙变化表现为3维变化,且叶尖表面受高温气流剥蚀等影响表面粗糙度发生变化。为探究其对光纤传感器测量叶尖间隙精度的影响,利用ZEMAX光学仿真软件分析了双圈同轴式光纤传感器在叶尖表面粗糙度变化和倾角变化影响下的输出特性,并搭建3维叶尖间隙静态标定平台对上述影响进行试验。结果表明:粗糙度和倾角增大均导致传感器灵敏度降低、零点位置后移。该结果为实现叶尖间隙变化的3维精确测量提供理论和试验依据。     

新型倾斜传感器研究

在探讨一般倾斜传感器的基础上，针对一般倾斜传感器检测倾斜角有方向性的缺陷，提出一种新型电容式倾斜传感器，当其检测物体倾角时，无论什么倾斜方向，只要倾斜角大于临界角。便发出警报，同时自动进行控制调节。     

基于模糊贴近度的多传感器数据融合测量

依据现代测量中多传感器数据融合需求，提出了一种基于模糊贴近度的数据融合新方法，研究了它在测量中的应用过程。测量应用实例验证了其在工程中的可行性，体现了稳定性、可靠性高的传感器在测量数据融合中的“优越性”，运算过程简洁、快速、有效，便于实时测量操作。     

激光位移传感器在铁路轮对测量中的应用

激光位移传感器是一种实用的、高精度、高可靠性的位移传感器，是激光技术和光电检测技术高度发展的必然结果。它的出现，使位移测量的精度、可靠性得到极大的提高，也为非接触位移测量提供了有效的测量方法。使用接触式位移传感器无法完成的测量工作，现在使用激光位移传感器可以很容易的实现。文中介绍了利用激光位移传感器实现对铁路轮对外形尺寸的精确测量的方法。     

磁致伸缩技术在飞机燃油测量系统中的应用

航空电子设备正逐渐向数字化、智能化方向发展。在飞机燃油测量系统中，传统的液位测量技术已影响了这一趋势的发展。磁致伸缩技术的引入不但解决了这一问题，同时提高了飞机燃油测量系统的测量精度和可靠性。文中通过对采用磁致伸缩技术的液位测量传感器主要结构和工作原理的介绍，分析出这种传感器在航空领域应用的优势和发展前景，并给出应用这一技术的飞机燃油测量系统的电路和软件设计。