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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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    全旋转随钻姿态测量系统的研制

    石明江曹人文秦连升倪茂...
    60-65页
    查看更多>>摘要：针对现有随钻姿态测量设备安装在无磁钻铤内部所导致空间利用率低等问题,提出一种全旋转随钻姿态测量系统.全旋转姿态测量系统以三轴加速度计、三轴磁力计与三轴陀螺仪为主要测量结构;以FPGA芯片和MCU芯片组成AMP运行模式的多核处理器为控制核心;同时采取UKF滤波、误差修正的性能改善措施;最后应用四元数法解算出井斜角、方位角、工具面角.搭建工装实验平台验证系统可行性.实验结果表明:转速为1.00 r/min和1.50 r/min时,井斜角45°、方位角135°测量误差最大,井斜角、方位角绝对误差分别为2.24°,3.16°.井斜角45°、方位角0°时,转速4.00 r/min工具面角绝对误差最大,工具面绝对误差为3.22°.该测量系统能在工装平台实时测量并解算3种姿态角.

    全旋转系统设计误差校正姿态解算

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    基于AMP架构的青霉素结晶与发酵检测系统设计

    王晓君孙梓林王雁
    66-73页
    查看更多>>摘要：目前,在青霉素工业生产中,人工检测是青霉素结晶状态以及发酵液高度检测的主要方式,这种方式成本高、自动化水平低且易造成误判,对青霉素产量和品质有很大影响.针对此种情况,文中设计了一种基于AMP架构的青霉素结晶状态与发酵液高度检测系统.该系统以ZYNQ-7000作为可重构嵌入式平台.在PL部分,利用Vivado HLS工具实现结晶状态、发酵液高度检测的图像预处理算法IP核设计,并搭建出视觉传感系统的硬件平台.在PS部分,系统采用双核AMP(非对称多处理)运行模式,完成结晶状态检测、发酵液高度检测算法处理与以太网视频传输、图像存储功能的并行处理.实验结果表明:该系统支持2种检测模式的切换,可实现对工业生产中青霉素结晶状态与发酵液高度的精确检测与视频数据的实时传输.

    图像处理ZYNQ视觉传感系统VivadoHLS多核并行处理视频图像处理

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    基于回溯原子支撑集的广义正交匹配追踪算法研究

    郝峥旭杨斌胡忞易朋兴...
    74-78,84页
    查看更多>>摘要：为解决广义正交匹配追踪算法(gOMP)在迭代过程中无法删除匹配错误原子问题,提出了一种新的算法:基于回溯原子支撑集的广义正交匹配追踪算法(BgOMP).该算法在每次迭代选择原子前,首先检验支撑集中是否存在由先前迭代错误选择的原子,并据此更新原子支撑集.这一改进策略允许算法在每次迭代中回溯并纠正先前的错误.通过仿真实验,使用一维信号的成功重构概率和二维信号的峰值信噪比作为评价指标来验证BgOMP算法的性能,实验结果表明:与原始的gOMP算法相比,BgOMP算法显著提高了信号的重构性能.

    压缩感知重构算法回溯思想成功重构概率峰值信噪比

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    基于幅度和相位融合的微波两相流测量系统设计

    李利品代雷黄燕群卢宇...
    79-84页
    查看更多>>摘要：针对油井开采过程中需要对各相含量进行精确预测以调整开采策略的实际问题,设计了 一种基于微波法的油水两相流检测系统.该系统利用微波在不同介质中透射能力的差异,构建了 一套包含微波信号源、功率放大器、功率分配器、检波器和STM32F103ZET6核心板的硬件电路系统,通过编写AD采集和串口通信的软件代码,来接收检波器端幅度和相位数据.在数据处理方面,分别对幅度数据、相位数据和幅度-相位融合数据采用BP神经网络的方法预测含水率.实验表明:在使用融合数据时,预测准确度可以提高至96.33％,取得了较理想的效果.

    幅度和相位融合微波法两相流含水率BP神经网络AD采集

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    基于线结构光传感器的多型胶体三维尺寸测量方法

    赵晶侯辉杨大鹏黄惠玲...
    85-90,97页
    查看更多>>摘要：为解决当前工业点胶质量检测精度低、算法通用性差等问题,提出了一种基于线结构光传感器的多型胶体三维尺寸测量方法.该方法使用线结构光传感器进行胶体图像采集,采用一种倾斜矫正方法解决受外界影响导致高度图数据不准的问题,而后提出胶体三维测量方法.针对多种形状胶体,设计并优化了一种直线扫描测宽法与一种骨架提取测宽法,将两者结合提出了 一种自适应测宽法.通过对比分析,实验结果表明所提出的测量方法能够有效适应多种形状胶体实现高精度三维测量,测量平均相对误差低至0.55％,具有较强的通用性与准确性.

    线结构光胶水检测机器视觉三维测量骨架提取

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    基于时差法的低功耗超声波三维海流测量系统

    谭旭李世阳倪晓波蔡兵兵...
    91-97页
    查看更多>>摘要：声学时差海流计具有高精度、高采样率、无盲区和不受海洋散射条件限制的优点,目前国内尚无时差海流计系统样机以及核心部件(四声道双晶换能器)的报道.为了实现对海洋矢量流速的长期精确测量,设计并研制了基于时差法的低功耗超声波三维海流测量系统,构建了四声轴三维矢量流速测量模型,通过有限元仿真设计并制备了小体积异形异构V形双晶换能器.系统采用低功耗STM32L431和MSP4306288为主控芯片,由TDC-GP22高精度时间测量模块、换能器驱动电路、低功耗放大滤波电路、SD卡存储模块等组成测量电路,通过测量换能器4个声轴上的超声波飞行时间差,得到海水的三维矢量流速.系统采用低功耗硬件系统设计,配合软件低功耗管理降低系统功耗.经实际测试,所研制的三维海流测量系统具有测量准确、低功耗、存储方便等优点.

    海流计时差法低功耗三维流速超声换能器

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    融合改进DBSCAN聚类和多种进化策略的改进蝗虫优化算法

    于平
    98-105,112页
    查看更多>>摘要：针对蝗虫优化算法复杂高维问题收敛精度不高、寻优能力不强、难以跳出局部最优的缺陷,提出一种融合改进DBSCAN聚类和多种进化策略的改进蝗虫优化算法(GOA).首先,引入多核加权距离度量和动态并行运算策略,以提高改进DBSCAN高维数据聚类效率.其次,利用改进DBSCAN可以对任意形状数据集进行聚类的优势,对蝗虫种群进行聚类分析,并为蝗虫个体赋予核心点、边界点和孤立点等空间属性.最后,综合考虑种群空间特性和个体间进化程度差异性,设计多种蝗虫个体进化策略,以更好地提升算法全局寻优能力.典型复杂、高维测试函数以及经典TSP问题仿真结果表明:改进后的GOA在收敛精度上更具优势.

    蝗虫优化算法DBSCAN聚类收敛精度

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    互感式自调零正交涡流传感器设计与研究

    任学志杨明金亚曦曹军帅...
    106-112页
    查看更多>>摘要：针对涡流检测过程中传感器易发生提离和摇晃造成缺陷误判和漏检的问题,利用电磁场理论,研究了双Pancake式线圈之间的零互感特性,提出了一种互感式正交自动调零涡流传感器;同时搭建了基于六轴机器人引导的涡流检测系统,对铝筒体轴向和环向表面裂纹进行了相关实验研究.结果表明:相比同轴型涡流传感器,该传感器在筒体缺陷检测过程中对提离和摇晃的抑制力更佳,通过面内旋转其激励线圈至0°和90°,能够清晰地识别出铝筒体轴向和环向的表面裂纹.该传感器在不依赖高精度姿态校准前提下,有效解决了提离和摇晃造成缺陷误判和漏检的问题,对导电结构外场原位检测具有重要的应用意义.

    涡流检测提离效应正交涡流传感器零互感特性铝筒体裂纹检测

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    基于PI闭环反馈的EtherCAT分布式时钟漂移补偿优化

    张恩源李松张黎明郭凯...
    113-118,126页
    查看更多>>摘要：接入工业总线的设备的增加会导致高延迟等同步性问题.基于EtherCAT对分布式时钟同步算法进行研究与分析,针对其在漂移补偿过程中存在补偿精度低的问题,提出了一种基于闭环反馈控制思想的动态漂移补偿算法.算法先利用定点数改进本地时钟,再利用PI控制调节漂移补偿值.最后搭建了测试平台,包括基于SOEM实现的主站与基于STM32+FPGA架构实现的从站,优化前后的算法分别在FPGA中实现.测试结果表明:定点数改进的本地时钟分辨率可以达到2-20 ns,PI闭环反馈优化后的漂移补偿算法可以将同步误差降低到25 ns之内,明显提高从站之间的同步性能.

    EtherCAT时钟同步漂移补偿分布时钟FPGAPI控制

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    多策略改进MPA在无线传感器网络中的应用

    彭铎张倩陈江旭吴海涛...
    119-126页
    查看更多>>摘要：针对无线传感器网络中非测距节点定位算法自身存在算法定位误差较大的缺陷,提出了一种MMPA-3DDV-Hop算法.该算法先利用多通信半径细化节点间的跳数,然后添加了修正因子修正平均跳距,接着采用多策略融合改进MPA算法计算待定位节点位置最优解.多策略改进MPA算法首先利用Singer混沌映射策略对种群进行初始化,克服种群初始化的盲目性.其次,采用t-分布扰动策略来提升算法的全局搜索能力,在增加搜索空间多样性的前提下,达到快速收敛;最后,引入变异策略和小概率策略,将二者相结合来避免该算法陷入局部最优,对改进算法在复杂度、收敛性和稳定性方面进行性能测试,测试结果表明改进后的MPA算法具有较好的收敛性和稳定性.仿真结果表明:相比3DDV-Hop算法、多通信半径算法以及3D-VNDV-Hop算法,MMPA-3DDV-Hop算法的归一化定位误差平均降低了 21.3％、13％与5.7％左右,尽管算法的平均运行时间略有增加,但有效提高了算法的定位精度.

    三维DV-Hop修正因子Singer映射t-分布扰动策略交叉变异策略

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