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期刊信息/Journal information
仪表技术与传感器
仪表技术与传感器

刘凯

月刊

1002-1841

info@17sensor.com

024-88718630

110043

沈阳市大东区北海街242号

仪表技术与传感器/Journal Instrument Technique and SensorCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是国内外公开发行的国家一级刊物，连续荣获国家优秀科技期刊奖，是中国仪器仪表及传感器行业综合性应用技术性期刊；中国科技论文统计用刊；中国科学引文数据库来源期刊；中国学术期刊综合评价数据库来源期刊；国家机械·仪表工业类核心期刊；美国Ei数据库收录期刊。
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    基于IMU在线校准的SLAM精度提升方法研究

    周霆威乔贵方刘娣付冬梅...
    1-5页
    查看更多>>摘要：基于多传感器融合的SLAM算法是当前移动机器人实现精准定位和导航的关键技术之一,在分析了惯性测量单元(IMU)的系统误差会对SLAM算法的建图和导航精度影响较大,并且IMU的系统误差会随工作时间发生变化的问题后,提出了一种易于实现的IMU在线标定方法.该标定方法首先建立了IMU中加速度计和陀螺仪的误差模型.其次通过二维云台实现IMU的姿态调整.然后通过读取加速度传感器的静态数值实现加速度计的误差参数辨识.最后以标定后的加速度计输出数据和陀螺仪计算的旋转矩阵,实现陀螺仪的误差参数辨识.为验证以上标定算法的效果,文中基于标定前后的IMU分别进行SLAM建图实验,实验结果表明,基于标定后IMU的建图精度更好.

    惯性测量单元误差标定即时定位与地图构建移动机器人在线校准

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    基于RSM和GWO-BP混合代理模型的三维车削力传感器开孔位置多目标优化设计

    韩继科王鹏张昌明戴裕强...
    6-13页
    查看更多>>摘要：智能数控车床的研制需要配备智能化的切削力传感器,通过实时监控切削过程中切削力的变化,及时掌握工件和刀具的切削状态,文中针对十角环切削力传感器灵敏度不高(桥臂应力过小)的缺点,采用在环臂开通孔的方式提高局部应力进而得到高灵敏度的传感器.为得到最佳开孔位置,采用中心CL2 偏差小(CL2=0.028)的最佳空间填充法对位置参数进行高维空间采样,对比 2 种模型各自的优势,以传感器的变形量、固有频率和路径应力为优化目标构造了RSM和GWO-BP 的混合代理模型,对比不同算法的Pareto前沿、IGD和HV,确定选择SparseEA对混合代理模型进行多目标优化.优化后的传感器:变形量增加14.7%,等效应力增加155%,3 个方向的灵敏度提升6 倍左右.

    神经网络Pareto前沿车削力传感器多目标优化中心CL2偏差

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    基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器误差分析及抑制方法研究

    吴玉龙武亮李佩林
    14-20,86页
    查看更多>>摘要：基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器具有结构简单、分辨率高、响应速度快和抗干扰能力强的特点.相比于增量式直线位移传感器,该类型的传感器不仅不受断电的影响,还能实现更加快速和精确的绝对定位.但是,传感器制造、安装及电信号处理等环节处理不理想会产生无效电动势,带来对极内的1 次、2 次和4 次误差.针对上述问题,使用信号补偿的方式抑制 1 次和 2 次误差,采用空间移相的方式消除感应信号中的3 次谐波,以此抑制4 次误差.对优化后的传感器进行误差抑制实验,验证了误差来源分析的正确性以及抑制方法的有效性.实验表明:误差抑制后的传感器节距内误差峰峰值由32 μm优化为6 μm,性能大幅度提升.

    绝对式测量电涡流直线位移传感器误差分析

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    复合梁结构小型六维力传感器的优化设计

    孙逸文陈希良谢正宇
    21-28页
    查看更多>>摘要：文中设计了一种三横梁与三竖梁复合的六维力传感器弹性体结构,使其外径缩小至 40 mm,整个传感器装配完成后外径为 45 mm.首先基于有限元技术分析了其在各种载荷条件下的应变分布,根据应变分布特性,设计了传感器的惠斯登电桥方案,推导了每个方向的输出电压公式.在此基础上,基于Box-Behnken响应面法开展弹性体结构的优化,以弹性体上应变片贴片位置的平均应变作为优化目标,通过多目标遗传算法得到最优设计参数,Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz 6 个方向的平均应变分别是优化前的1.583 3、1.563 2、1.733 8、1.511 3、1.510 9、2.171 倍.进行样机制作,完成标定实验,使用最小二乘法求得解耦矩阵,通过解耦矩阵求得传感器的Ι类误差分别为 0.18%、0.42%、0.41%、0.05%、0.49%、0.6%,ΙΙ类误差最大值为1.665%,精度高,维间耦合小,验证了该结构的可行性.

    六维力传感器复合梁结构结构参数优化响应面法最小二乘法

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    压电式多维力传感器研究

    张军仲育颉任宗金钱敏...
    29-32,56页
    查看更多>>摘要：针对传统压电测力仪有效测试区域有限、在不同测试位置输出结果不一致、扭矩值获取繁琐的等问题,基于传感器布置方式及石英晶片切型的特点,提出一种采用正八边形晶片的多维力传感器.在理论分析的基础上,通过计算仿真验证了正八边形晶片的设计合理性.对研制的多维力传感器进行了标定实验,标定结果显示:各传感器切向灵敏度高、各向线性及重复性好、向间干扰小,具有良好的测试性能.

    切削力测量压电式测力仪压电传感器标定实验

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    基于STM32的动态注塑信号调节器设计

    宋建李钰蔡国强
    33-37,49页
    查看更多>>摘要：文中设计了一种基于STM32 芯片与UCOSⅢ操作系统的动态注塑信号调节器.采用DDS芯片AD9833 与数字电位器MCP41010 配合实现了P/Q信号的发生与调幅;采用运算放大器OP07 组成的加法器实现P/Q振动信号与P/Q静态信号的合成;基于RS485 接口与Modbus通讯协议实现动态注塑信号调节器与上位机的实时通讯;基于emWin图形库设计了人机交互界面,可以在触摸屏上设定选定注塑参数.试验测试表明:动态注塑信号调节器能够根据上位机反馈的通讯信息在不同工序下输出不同波形、频率与幅值的P/Q动态注塑信号,满足泵控液压激振系统与动态注塑的应用需求.

    STM32注塑机动态注塑液压激振UCOSⅢ

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    基于ZYNQ的动车组牵引网电能质量监测装置

    项松王庆峰李相强张健穹...
    38-43页
    查看更多>>摘要：针对动车组运营时牵引网的电能质量问题,文中基于ZYNQ平台设计了一种适用于动车组的牵引网电能质量监测装置.选用ZYNQ-7000 系列的XC7Z045 芯片作为装置主控芯片,采用模块设计,主要包括信号采集模块、信号处理模块和数据传输模块.信号采集模块使用AD9251 芯片实现对电压电流原始数据的同步高速采集;信号处理模块利用主控芯片中内含的双核ARM Cortex-A9 构成的PS以及FPGA构成的PL实现数据的高速处理;数据传输模块利用以太网芯片和网络变压器构建千兆网络电路实现数据的高速传输.实验结果证明:该装置性能稳定、计算精度高,各项参数计算误差在0.5%之内,满足动车组牵引网的电能质量监测需求.

    动车组牵引网电能质量ZYNQAD9251XC7Z045

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    基于VMD的圆光栅测角误差补偿方法

    张栋韦宝琛廖忠骏岳义...
    44-49页
    查看更多>>摘要：针对圆光栅测角系统误差数据,提出了一种基于变分模态分解(VMD)的误差重构与补偿方法.首先,采用VMD算法将误差数据自适应地分解为多个模态分量(IMF),基于各IMF的相关因子值表征其含噪声程度,选择符合条件的IMF重构系统误差,再溯源分析系统误差的主要谐波阶次,建立误差补偿模型.实验结果表明:利用此方法可将圆光栅测角误差的平均值、峰峰值和标准差分别补偿至-0.029″(补偿百分比:90.73%)、1.14″(补偿百分比:51.07%)和 0.29″(补偿百分比:57.35%),加入随机误差后也能准确识别误差主要成分.

    圆光栅变分模态分解误差重构误差补偿

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    基于FPGA和LoRa的燃烧室振动信号无线测试装置设计

    王峥岩洪应平张会新
    50-56页
    查看更多>>摘要：燃烧不稳定性问题可引起大幅的机械振动,严重影响发动机正常工作.为满足新型试验需求,针对传统燃烧室测试装置灵活性不足、可靠性差等问题,设计了一种基于FPGA和LoRa的燃烧室振动信号无线测试装置,以FPGA作为主控单元,将前端高速AD采集的振动传感器数据存入Flash,通过LoRa技术并结合以太网的高速运行,在PC端进行远程操控和数据处理.试验表明:该装置可以实现至少500 m开阔距离内待测燃烧室振动信号的可靠测试,工作稳定,实时性强.

    燃烧稳定性测试装置LoRaFPGA振动信号

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    基于多线激光的大尺寸水冷板高度测量系统

    徐思源班兆军
    57-61,95页
    查看更多>>摘要：为了满足现代工业非接触、高精度以及快速对大尺寸工件表面高度测量的需求,设计了一种基于多线激光的水冷板高度测量系统,该系统由运动控制、图像采集和图像处理 3 部分组成.首先对系统的硬件进行了选型;其次,根据线激光获取的点云数据,提出了水冷板高度测量方法;为了减少干扰点云的影响,采用高斯滤波对模板匹配后的点云去噪,并基于统计的方法筛选参与高度计算的点云数据.实验数据表明:系统重复测量误差小于30 μm,测量时间少于1 min,满足企业生产需求.

    机器视觉水冷板线激光高度测量模板匹配点云分割

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