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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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    基于柔性传感器的绳驱动连续体机器人反馈控制

    钱书文郑天江沈雯钧杨桂林...
    87-90页
    查看更多>>摘要：鉴于绳驱动连续体机器人独特的柔顺性使得其骨架变形难以通过传统的刚性传感器测量,另一方面,基于分段常曲率假设建立的运动学模型开环控制存在位置精度低的问题.本文以模块化设计的绳驱动连续体机器人为研究对象,利用了一种弹性磁电应变传感器并建立了多元回归模型实现机器人形状感知.通过一种运动空间映射方法实现了机器人柔性臂在三维空间内的闭环反馈控制.最终搭建了机器人样机平台并进行实验验证.结果有力地证明了基于柔性传感器的反馈控制方法的可行性和准确性.

    绳驱动连续体机器人柔性传感器运动空间映射反馈控制

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    基于视觉识别和多传感器的跌倒检测系统设计

    程世通张李辉楚遵恒余韵...
    91-94页
    查看更多>>摘要：针对老人意外跌倒摔伤无法及时得到救助的问题,设计了一个基于视觉识别和多传感器的跌倒检测系统.系统以树莓派为核心,采用摄像头、传感器、定位模块、心率模块和窄带物联网(NB-IoT)模块采集和传输信息,实现了老人室外和室内跌倒检测.利用阈值检测和支持向量机(SVM)分类的方法提高了跌倒检测的准确率.利用监护App实现了老人状态和位置信息查询功能.实验结果表明:该系统室外和室内跌倒检测正确率分别为92.8％和91.0％.该系统能有效检测老人的跌倒行为并给监护人发送报警信息和定位信息,实现了智能看护老人.

    跌倒检测支持向量机阈值检测OpenPose算法

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    基于智能鞋垫的足部数据可视化系统设计

    林一凡孙巍伟张志强曲明亮...
    95-98页
    查看更多>>摘要：为了采集人体足部的状态数据并实现数据的实时可视化,本文设计了采集足底压力和足部姿态的下位机,并且在手机终端设计并部署了实时显示下位机采集数据的移动端应用软件.下位机通过8点位薄膜压力传感器获得足底特征点的压力,通过惯性测量单元(IMU)获得足部姿态角,最终将数据打包并通过蓝牙发送给手机;上位机接收并处理数据,最终通过本文研发的3D视图和曲线视图将数据进行可视化.通过佩戴设备进行静态和动态测量实验,通过分析测量数据得出静态测量角度误差为0.08°～0.13°,压力误差为0.2～0.7 kgf,视频帧与3D模型角度偏差低于0.19°.实验结果表明:本文构建的采集和可视化系统具有较高的准确度、实时性以及稳定性,可用于足部状态数据集创建和远程诊断等相关研究.

    足底压力智能穿戴无线通信可视化

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    非侵入式翼伞操纵绳张力传感器弹性体设计和有限元分析

    郭瑞鹏李前奇齐贺轩赵敏...
    99-101,105页
    查看更多>>摘要：针对目前的张力传感器难以用于翼伞操纵绳张力测量的问题,根据翼伞操纵绳张力的特点,设计了一种非侵入式的张力传感器结构.利用Ansys软件对设计的传感器弹性体进行了有限元仿真分析,研究了不同的结构参数对传感器弹性体的影响,给出了最佳的弹性体结构参数.

    非侵入式张力传感器弹性体结构参数有限元分析

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    阵列式柔性薄膜传感器的快速扫描实现

    刘丰铨尹锡轩郭伟东牛鑫蕊...
    102-105页
    查看更多>>摘要：柔性薄膜传感器由于具有极高的柔韧性和可拓展性,可生产出不同大小的面积形状,通过阵列式排布,可以设计出大尺寸、多样化与数据实时特点的集成传感器模块.但对于大尺寸阵列式柔性薄膜的数据实时采集的方法仍存在挑战,本文基于STM32单片机以及一块4×4(可拓展)的阵列式柔性薄膜,经STM32控制,实现阵列式快速扫描,实时快速地定位出信号来源并反馈出在该薄膜单元的压力变化值.

    柔性薄膜阵列式快速扫描传感器压力应变

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    基于同步翻转电荷提取的压电能量俘获电路设计

    林周鹏佘怡欣周福强
    106-109,113页
    查看更多>>摘要：提出了一种高效自供电同步翻转电荷提取(SP-SICE)电路,该电路具有无需整流桥,且能自供电的特点.电路采用下拉电阻设计改进了翻转倍压结构,减少了因电感感抗产生的能量消耗问题,提高了翻转倍压时的能量收集效率.实验结果表明,高效SP-SICE电路平均稳定输出功率是标准能量俘获(SEH)电路的2.76 倍,是SICE 电路的1.44倍.

    能量俘获压电悬臂梁自供电多压电

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    基于改进灰狼优化算法的移动机器人路径规划方法

    甘福宝王仲阳连寅行张少文...
    110-113页
    查看更多>>摘要：提出基于改进灰狼优化(IGWO)算法的移动机器人路径规划方法.首先,将均匀分布空间与伪反向学习策略相结合,进行灰狼种群初始化;其次提出非线性收敛因子改进策略,使算法的前段搜索和后段寻优过程更容易得到平衡;接着,融合布谷鸟搜索(CS)算法搜索机制,更新灰狼个体位置,提高算法的全局寻优能力;最后,选用4个标准测试函数进行改进前后的测试对比实验,以及在栅格地图上进行路径规划仿真对比实验.实验结果表明,IGWO算法在测试函数上表现能更快收敛性、寻优结果更精确;路径规划仿真实验结果表明,IGWO算法的最短路径长度、平均路径长度、路径长度标准差均优于传统GWO算法.

    灰狼优化算法移动机器人路径规划非线性收敛因子

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    基于BOBYQA算法毛细管电泳弯管效应的优化

    李江涛李风娟赵群喜刘泽锋...
    114-117页
    查看更多>>摘要：本文通过数值仿真分析了毛细管U型弯管输运过程弯管效应的产生机理,分析了不同Pe数下浓度脉冲受弯管效应的影响,并基于梯度自由优化(BOBYQA)算法对弯管壁面Zeta电位分布进行优化.研究结果表明:利用有限元建模和BOBYQA算法可快速实现微通道弯管壁面Zeta电位分布的优化,有效抑制了微通道内弯管效应,优化后的浓度脉冲带宽长度相比优化前得以减小,弯管处流场速度分布得到改善.对微流控系统中物质分离检测及芯片设计有一定参考价值.

    毛细管电泳弯管效应电渗流梯度自由优化算法

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    多尺寸传感器结构的遗传算法和响应面优化

    闫晓燕刘小柔赵建淳李楠...
    118-121页
    查看更多>>摘要：为设计一种兼具抗高过载性能与高灵敏度的低量程电容式加速度传感器,结合响应面分析和遗传算法,对传感器的7组尺寸参数进行了优化.利用实验设计(DOE)中的多组采样点与二次拟合确定了尺寸参数与传感器输出变量之间的函数关系,基于该函数引入惩罚因子,进行多次遗传算法迭代处理.最终统计响应面优化和遗传算法的结果,获得了1组最优尺寸参数.优化结果表明:在相同的加速度作用下,传感器的等效应力降低约18％,等效位移增大约12％,设计灵敏度增大约20％,在30000 gn过载下的最大应力减少224.94 MPa,具有更高的抗过载能力.

    响应面优化遗传算法抗过载低量程

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    基于ISSA-XGBoost的毕赤酵母菌发酵软测量

    沈瑶张立刚王建扬
    122-125页
    查看更多>>摘要：针对毕赤酵母菌发酵过程菌体浓度难以在线检测,离线测量又存在极易染菌导致数据集不完整等问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化极致梯度提升(XGBoost)的软测量建模方法.首先,利用主成分分析(PCA)算法对样本数据进行主元分析,降低噪声和冗余度;然后,在标准麻雀算法(SSA)中引入自适应超参数和混合变异策略,增强了算法跳出局部极值和全局搜索的能力;最后,构建菌体浓度的ISSA-XGBoost软测量模型,并与XGBoost、SSA-XGBoost模型进行比较.仿真实验结果表明:ISSA-XGBoost模型的均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)均比XGBoost、SSA-XGBoost模型低,且ISSA-XGBoost的决定系数(R2)更接近于1,说明预测精度明显优于改进前,能够满足对毕赤酵母菌发酵过程菌体浓度的实时测量.

    毕赤酵母麻雀算法极致梯度提升软测量模型

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