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传感器与微系统
传感器与微系统

刘学林

月刊

1000-9787

st_chinasensor@vip.126.com

0451-82514848

150001

哈尔滨市南岗区一曼街29号（哈尔滨44信箱）

传感器与微系统/Journal Transducer and Microsystem TechnologiesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国电子科技集团公司第四十九研究所主办，系高新技术与实用技术相结合的高科技期刊。侧重发表具有新结构、新功能、新用途、微型化、多功能化、智能化、系统化和网络化、能促进信息技术发展、更新换代的新型传感器与微系统制造方面的论文。
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    胎-路接触应力传感器的信号去噪方法研究

    周路路关佳希周兴林
    43-46页
    查看更多>>摘要：为了解决应变传感器在测量胎-路接触应力信号时的噪声干扰问题,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和小波软阈值的胎-路接触应力传感器的信号去噪方法.首先,将胎-路接触应力信号CEEMDAN分解为一系列从高频到低频排列的本征模态函数(IMF)分量;再根据能量值法判定出噪声主导IMF分量和信号主导IMF分量,并对噪声主导IMF分量进行小波软阈值去噪;最后,将去噪后的IMF分量和信号主导IMF分量进行重构,得到去噪后的胎-路接触应力信号.将所提方法分别与CEEMDAN去噪方法、小波软阈值去噪方法进行比较,结果表明:所提方法去噪后信号的信噪比(SNR)分别提高了33％和343％,均方根误差(RMSE)分别降低了64％和252％,说明所提方法的去噪效果更佳.

    应变传感器胎-路接触应力信号自适应噪声完备集合经验模态分解小波软阈值

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    改进分布估计算法的AUV全局路径规划

    许赫威戴晓强王莹杨淦华...
    47-50页
    查看更多>>摘要：为解决基于固定宽度直方图(FWH)的分布估计算法在解决自主水下机器人(AUV)路径规划问题时易陷入局部最优的问题,提出一种个体更新方法融合策略.将狼群优化算法(WPA)中的部分个体更新方法,以及三次样条函数融合到算法当中,增加算法个体更新方法的多样性.提高AUV路径规划的精度,增加收敛速度.在水下数字高程模型环境中,对原始算法以及改进后的算法进行性能评估.仿真结果验证了算法改进的可行性和有效性.

    分布估计算法狼群优化算法三次样条插值曲线路径规划水下数字高程模型

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    球体质量块型六维加速度传感器的最大工作频率

    尤晶晶史浩飞张显著陆袆萌...
    51-53,58页
    查看更多>>摘要：工作频带是加速度传感器的重要性能指标之一,但六维加速度传感器的最大工作频率目前尚不明确.鉴于此,分别以实心球体质量块型和空心球体质量块型六维加速度传感器为研究对象,构建了系统最大工作频率的数学模型.首先,通过虚拟实验,获得了传感器基频及最大工作频率与质量块直径和支链刚度之间的数据对.接着,分别绘制了基频和最大工作频率的性能图谱,并运用多元线性回归理论拟合了数据对.最后,运用线性包络原理建立了2个频率之间的映射关系.结果表明,最大工作频率始终介于基频的1/35～1/30区间内.

    六维加速度传感器动力学基频工作频率包络

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    基于ACFM单传感器的裂纹角度识别与重构

    李勇高辉周灿丰李慧聪...
    54-58页
    查看更多>>摘要：交变电磁场测量(ACFM)技术广泛应用于海洋装备和制造业等领域中金属结构物的缺陷检测.针对单传感器检测过程中存在的角度偏转和裂纹定位等问题展开了研究.首先,通过COMSOL Multi-physics仿真结果可知Bx和By在多角度偏转的过程中存在互补的规律;然后,通过建立比例因子,实现高精度的数值拟合.此外,通过多梯度偏转仿真实现了偏转裂纹的重构.最终通过搭建实验平台和信号特征提取等工作验证了拟合规律的合理性;通过优化拟合公式,提高了检测精度;通过所测角度,进而解决了非平行检测过程中裂纹重构图像的偏转问题.

    交变电磁场测量角度偏转重构比例因子数值拟合

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    基于PVDF仿生侧线传感器的偶极子源参数估计

    王艺锦陈玮
    59-62页
    查看更多>>摘要：基于生物学原理,采用性能较好的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电材料设计并制作仿生侧线传感器.为了对水下偶极子源的振动幅度和空间位置进行估计,采用6个间距为2 cm的PVDF仿生侧线传感器组成长为10 cm的感知阵列,建立相应的实验平台.通过解析从各只传感器采集到的电压数据得到各处的实际流速,利用改进型粒子群优化算法进行多次迭代搜索最为匹配的偶极子源相关信息.实验结果表明:在一定范围内,通过此方法可对偶极子源各参数进行估计,且误差较小,结果稳定性强.

    聚偏二氟乙烯改进型粒子群优化算法估计

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    基于平衡采样的主动半监督学习人类活动识别研究

    郇战刘艳李志新董晨辉...
    63-66,71页
    查看更多>>摘要：基于可穿戴传感器的人类活动识别研究逐渐受到人们的广泛关注.本文提出了一种基于平衡采样的主动半监督模型,在挑选样本进行标注时,将样本的不确定性和多样性一并考虑在内,挑选出类别平衡的不确定性样本.确保训练后的模型对每个类都有很好的识别性能,从而提升整体分类结果.同时,为了全部利用标记和未标记样本的信息,将主动学习和半监督学习相结合,利用损失项信息不断更新网络参数,提升模型在低注释下的识别性能.该模型在2个公开数据集上得到了验证,在确保获得较优分类准确率的同时,可以大大减少样本的人工标注工作.

    主动学习半监督学习查询策略人类活动识别

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    多臂螺旋传声器阵列的优化设计

    任豪杰张二亮朱松曹雪林...
    67-71页
    查看更多>>摘要：针对基于经验或者数学模型的阵列设计不能充分挖掘传声器阵列声学定位潜力的问题,提出了一种多臂螺旋阵列的通用设计模型,以波束的主瓣宽度(MLW)和最大旁瓣水平(MSL)为评价指标,采用非支配排序遗传进化算法对模型参数进行迭代优化,获得传声器阵列构型的非支配解集.针对56传声器多臂螺旋阵列,首先以传声器极径为设计变量,随后开展了传声器极径与螺旋角协同设计.结果表明,所设计的传声器阵列在宽频范围内具有稳定的MSL,考虑螺旋角的协同设计创新了多臂螺旋阵列的布局形式,进一步降低波束的MLW和MSL.最后,基于邻近双声源定位算例,通过与常规对数多臂螺旋阵列和Underbrink螺旋阵列对比,验证了所设计传声器阵列具有较高的空间分辨和空间干扰抑制能力.

    多臂螺旋传声器阵列优化设计多目标优化波束形成

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    基于点线面特征匹配的紧耦合激光雷达惯性里程计

    刘士良马天力高嵩严瀚宇...
    72-76页
    查看更多>>摘要：激光雷达(LiDAR)里程计在室外受环境噪声干扰,其扫描匹配精度较低,由此带来的累积误差导致同步定位与建图(SLAM)在大范围场景下定位精度较差.针对上述问题,提出一种基于点线面特征匹配的紧耦合LiDAR惯性里程计(TP-LIO),在惯性测量单元(IMU)预积分点云去畸变基础上,利用点-线和点-面距离构建位姿估计代价函数,获得载体运动估计.结合IMU预积分与Scan-Context回环检测,通过因子图进行全局优化,实现IMU和LiDAR数据紧耦合.在KITTI数据集和实车实验下,对TP-LIO、ALOAM和LeGO-LOAM进行对比验证,结果表明:TP-LIO在大范围场景下累积误差更小,定位精度更高.

    同步定位与建图激光雷达紧耦合回环检测

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    超声穿透式测温传感器设计与系统实验研究

    孟睿杨录刘康驰魏艳龙...
    77-81页
    查看更多>>摘要：针对目前国内缺乏1200℃以上长时间超高温气体环境下有效的温度测试手段,基于超声脉冲穿透测温原理,通过设计均匀分布的平面八元圆环温度传感器阵列,成功研制出一种高效的温度场检测系统.依据波速V与气体温度T之间的经验函数,利用高温实验获得了各传感器性能数据.实验结果表明:该系统在1200℃高温环境下测量精度达到了97.98％,重复性95.52％以上,响应时间毫秒(ms)级别,符合设计要求.

    超高温气体穿透测温均匀圆环阵分段包络互相关

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    高一致性全固态水下电场传感器的制备与性能测量

    张扬牛晓博姚琦纪延达...
    82-84,88页
    查看更多>>摘要：本文综合国内外的电极制备的设计工艺和结构,利用固相球磨加冷冻干燥制备全固态Ag/AgCl电极前驱粉体,在与纳米银粉混合中添加碳纳米管(CNTs)作为造孔剂,经压制烧结得到Ag/AgCl电极坯体.设计了内置电极溶液的结构,解决了电极裸露在海水中不稳定和存储运输困难的问题.使用DM6500六位半万用表和EMA10斩波放大器为核心的测量平台对电极性能进行了测量,所设计制备的6个电极,任意电极配对极差最大约38μV,电极对漂移小于5μV/24 h,电极自噪声小于0.7 nV/√Hz@1 Hz.所设计制备的水下电场传感器达到了国内外先进水平,且具备了工程化应用能力.

    电场传感器Ag/AgCl电极漂移自噪声

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