谐振式微小型压力传感器数字闭环系统

在微小型特别是硅谐振微传感器中,低信噪比的微弱信号检测、闭环自激电路的小型化和抗干扰等问题十分突出.复合音叉微小型谐振式压力传感器数字锁相环闭环检测系统将输入的模拟信号(压力)直接转换为准数字量(频率),测量精度高,基本上解决了测量系统中结构参数小、工作频率高、信号幅度弱、耦合强、干扰大等问题,该方法可直接应用于硅谐振式微传感器,对实现硅谐振微传感器的工程化具有指导意义.      

应变式测力传感器动态测量误差的运算法补偿研究

研究了应变式测力传感器的动态测量误差来源，直接根据测力传感器的输入－输出微分方程式，建立起补偿传感器动态测量误差的差分方程以及由计算机实现的补偿算法。计算机对传感器输出的模拟信号进行采样后，对所得到的相应数字量进行补偿运算，得到消除了动态误差的动态力测量结果。     

基于Lamb波气体传感器的数据采集仪

Lamb波气体传感器因其具有高灵敏度、低损耗、多模式特性,在气体传感领域中展示出十分广阔的工业应用前景。然而,迄今为止,Lamb波气体传感器尚处于实验室基础研究阶段,其测试是基于网络分析仪,需人工读取测试结果并计算,不能实现自动获取被测参数,这在很大程度上限制了传感器的实际应用。针对现有测试技术的不足,研制了一种针对Lamb波气体传感器的数据采集仪。利用直接数字频率合成技术和嵌入式技术获取传感器的幅频特性和相频特性,通过多峰值快速搜索算法提取各个模式的最大峰值信息,并对传感器进行了各个模式下的扫频测试实验和算法验证实验。实验结果表明,采集仪能准确获得传感器的频率特性数据,并能实现一定频率范围内多个峰值信息的获取。再结合气体测量的相关模型,可直接输出参数测量结果,实现气体参数的自动检测。     

谐振式液体密度传感器的频率解算方法研究

为实现高精度测量谐振式液体密度传感器的输出信号频率,在现有的FFT频率解算理论基础上,引入更符合实际情况的加窗插值FFT频率解算方法,并分析频率变化以及噪声对解算结果的影响。通过Matlab仿真实验对该方法中常用的窗函数进行对比分析,最终选择加入Rife_Vincent窗的插值FFT算法作为输出信号频率的解算方法,并在所设计的硬件系统上进行了实验验证,结果表明,采用加Rife_Vincent窗的插值FFT算法解算传感器输出信号的频率,其解算误差小于0.1Hz,解算精度高且易于实现。     

谐振式液体密度传感器压电激励与检测的实现

本文利用正压电效应和逆压电效应,实现谐振式液体密度传感器的压电激励与压电检测,原理简单、功耗低、检测方便。设计了基于该激励和检测方式的自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)电路,当传感器的输出信号发生较大变化时,激励信号的增益可随输出信号的幅值进行自动调节,使输出信号的幅值保持稳定。该电路具有结构简单,适应性好,可靠性高,调节速度快等优点。同时,对所设计的谐振式液体密度传感器进行了标定实验,该密度传感器的精度约为±1.0kg/m³,重复性约为±0.05%,可以实现液体密度的高精度实时在线测量。     

频率量输出型传感器的动态校准方法研究

研究了频率量输出型传感器的动态校准问题，探讨了满足动态校准要求的非等周期频率测量方法以及相应的测量精度、分辨率和采样周期之间的关系，提出了非等周期时间序列分析的虚拟采样预处理方法，进而实现用常规失支来分析频率量输出型传感器的动态性能和建立其动态模型。     

谐振式液体密度传感器的频率解算方法研究

为实现高精度测量谐振式液体密度传感器的输出信号频率,在现有的FFT频率解算理论基础上,引入更符合实际情况的加窗插值FFT频率解算方法,并分析频率变化以及噪声对解算结果的影响。通过Matlab仿真实验对该方法中常用的窗函数进行对比分析,最终选择加入Rife_Vincent窗的插值FFT算法作为输出信号频率的解算方法,并在所设计的硬件系统上进行了实验验证,结果表明,采用加Rife_Vincent窗的插值FFT算法解算传感器输出信号的频率,其解算误差小于0.1Hz,解算精度高且易于实现。     

一种新的动态压力校准装置

介绍了最新研制的动态压力传感器频率特性连续校准装置.该装置既可作为正弦压力校准装置使用,也可作为扫频测量装置对压力传感器进行扫频测量,直接获得压力传感器的幅频特性和相频特性曲线,从而达到对动态压力传感器频率特性连续校准的目的.装置单频测量压力幅值比与扫频测量压力幅值比的误差低于±1％,相位误差低于±0.5°.装置的扫频频率范围为(0.1～10 000)Hz,工作压力范围为(0.25～10)MPa.     

电容传感器动态检测金属锡熔融液面的应用研究

在综述电容传感器工作原理和结构特点的基础上,依据传热学原理,提出了用陶瓷作为电容测微仪三层电极绝缘材料的新方法,提高了高频(4 MHz)平面变极间距型电容传感器在高温(700℃)环境下对于熔融态金属液面检测的灵敏度和准确度。通过对大量的动态试验测试数据的分析和计算,建立了电容传感器的输出信号与其相对锡液面的高度之间的对应关系。通过对电容传感器测试系统进行非线性补偿,解决了浮法玻璃在线CVD镀膜反应器相对于锡槽内高温熔融态锡液面位置在线测量的难题。测试结果表明,在熔融态金属锡液上方25 mm的有效量程内,动态测量的误差可达到±0.1 mm,系统工作可靠。     

涡街流量计信号处理方法与实现

设计一种基于变增益运算放大器和带通开关电容滤波器的新型涡街流量计信号处理电路.单片机利用模拟数字转换电路(A/D)实时检测涡街流量计传感器输出信号的幅度和频率,同时利用数字模拟转换电路(D/A)对变增益运放进行控制,为后续的信号检测电路提供幅度相对稳定的有效信号.带通开关电容滤波器在单片机的控制下实时跟踪变增益运放输出的信号频率,保证带通滤波器的中心频率接近信号频率,以达到良好的滤波效果.滤波后信号通过单片机进行频率信息的精确计算以及流量的解算.实验结果表明,变增益运算放大电路有效解决了涡街流量计传感器输出信号幅度变化范围大而造成的放大电路复杂,分段放大信号幅度不连续等问题;带通滤波器通过单片机实时调整中心频率,对信号中各种干扰起到较好滤波效果.      

磁敏多功能固态传感器研究报告

本文总结了我们研究成功的一种用磁敏二极管与磁钢组成的新型传感器——磁敏多功能固态传感器。其功能较多,归纳起来可分两类:一类是用来做输出脉冲信号的传感器,如测量转速与线速度等。另一类是用来做输出连续信号的传感器,如测量小线位移、小角位移与无接触发讯器等。本文建立了这种传感器各种功能的测量原理,并用回归分析方法求出它在各种典型工作状态下的特性方程式(经验公式)。     

微结构谐振传感器

阐述了频率输出的新型谐振传感器的发展方向之一——微型化。评价性地论述了热激励硅谐振压力传感器和热激励谐振膜质量流量传感器。重点讨论了热激励的原理,特点等。指出我国应对传感器的这一发展趋势给予足够的重视。     

自动功率计校准系统

校准微波功率计所需要的仪器已重新设计成可用计算器控制,并且能在0.5至11毫瓦的11个功率电平上提供0.01到18千兆赫的校准。用这些仪器组成的系统(系统II)可以以每点1.5秒的速度确定校准因子,几乎不需要操作者看管。高度对称的电阻功率分配器用来在整个频率范围内给被测器件和校准用标准提供接近于相等的入射功率。利用校准用标准和射频功率电平控制器,使送入功分器的功率保持在所选择的电平上。被测器件的输出用热敏电阻座或镇流电阻座Hogelarsen双电动势(Two-E.M.F)电桥和数字电压表进行测量。从电压表或被测功率计的IEEE488接口母线的输出可用计算器读出。要使辐射热测量座长期稳定,就需要进行温度控制。利用一对电桥和具有电阻功分器的温度控制器可以对两个辐射热测量座进行交替比较。本文介绍一种自动校准微波功率计、辐射热测量座和其他功率传感器的计算机辅助测量系统,提出了用功分器校准辐射热测量座的理论,讨论了该系统的使用方法。     

新型数字-频率变换在科氏质量流量计中的应用

对新型全数字式科氏质量流量计频率输出信号采用数字—频率转换D/F(Digital to Frequency Conversion)方法实现.利用晶振和现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Arrays)与数字信号运算处理单元DSP(Digital Signal Processing)配合实现频率量输出,有效避免了传统的模拟式科氏质量流量计的电压—频率V/F(Voltage to Frequency Conversion)转换方法中存在的精度不高、温漂以及电路复杂等问题,而且也消除了由于频率刷新造成的输出频率非整周期对输出结果的影响.实验表明,该数字—频率转换方法具有较高的转换精度,实现了输出频率的整周期刷新,不存在V/F转换电路的温漂等问题.该电路简单,与数字电路实现无缝接口,对于数字系统的频率输出设计具有较高的参考价值.      

一种导致压电式冲击传感器零漂原因分析及抑制措施

冲击加速度传感器输出零漂是影响传感器使用的重要特性，对零漂问题探索由来已久。根据冲击传感器输出信号特点，从传感器模型到传感器与变换电路角度进行了分析，结合传感器安装频响与冲击信号之间的关系，得出高频冲击信号在传感器安装谐振频率处被放大导致传感器零漂的结论。通过理论推导与实际传感器输出结果对比，验证了理论推导的正确性。最后，对零漂抑制措施以及实际作用结果进行了阐述。     

余度传感器结构的故障管理

为了使捷联惯性导航系统具有容错的能力,要求对捷联惯性导航系统中的余度传感器结构进行故障管理。本文阐述了两种余度传感器结构的故障管理方案:直接比较测量的故障管理方案和广义似然比检验(GLT)故障管理方案。两种方案都能对余度传感器结构进行故障检测、故障分离和故障重构。文内还对两种方案的优缺点作了比较分析。     

一种测量卫星流体推进剂的组合方法

提出并讨论了一种实现在轨卫星液体推进剂剩余量高精度测量的原理性方法。该方法基于推进剂消耗产生的自激励效应,利用配置在贮箱上的温度、压力传感器和推进剂管理路上的流量计等数据测量设备,即可进行推进剂剩余量测量。     

热型宽带红外传感器

热型红外传感器应用广泛,它要求在室温条件下工作,在宽的调制频率范围内具有均匀的灵敏度。本文介绍以导电性随温度而变的热电材料为基础的宽带热型传感器。该传感器兼有热敏电阻和热电传感器的特性。适当选择传感器参数和电路参数,可以在ω=0到高频范围内提供均匀的频率响应。     

高分辨率数字式再平衡电子回路的设计

一、引言模数(A/D)转换器在数字仪器和控制系统中都起着重要的作用。它担负着把工程技术中各种模拟信号变换为满足一定关系的数字信号的工作。随着电子器件集成化的发展,A/D转换器已得到广泛应用,不仅应用于测量和自动技术,而且通过传感器应用于压力、速度、流量、温度等方面的测量。脉冲调宽是A/D转换器中的一种形式。它和计数器、可逆计数器或电子计算机联合使用,可实现各种电量和非电量参数的测量