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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4H-SiC的低横向灵敏度压阻式加速度计设计仿真研究

    白贵文雷程梁庭王丙寅...
    1-5页
    查看更多>>摘要：文中基于4H-SiC设计了一种开槽式低横向灵敏度压阻式加速度计,通过分析支撑梁位置及开槽尺寸对加速度计性能的影响确定了相关结构参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在600℃温度场中施加不同载荷时的理论电压输出.研究结果表明:该结构相较于已有的双端四梁结构X轴方向的横向灵敏度由3.3%降至2.6%,Y轴方向横向灵敏度由29.9%降至1.5%,传感器芯片在600℃高温环境下输入载荷与输出电压呈线性关系,100g载荷下的理论输出电压为3.65 mV.

    4H-SiC低横向灵敏度压阻式加速度计有限元方法热-力耦合仿真

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    基于参数辨识的磁聚焦式扭矩传感器模型研究

    陈杰李志鹏李健
    6-11页
    查看更多>>摘要：为解决磁聚焦式扭矩传感器模型未知参数问题,实现其更精确地测量,文中通过对此传感器机理分析建立了数学模型与非零初始条件下的系统模型,确定了辨识参数矩阵.提出了一种预测误差法与自适应粒子群算法相结合的参数辨识方法.搭建正弦激励校准实验系统对其进行验证,结果表明,该方法有效地实现了传感器参数的辨识,得到的传感器模型具有较高的精度,为其动态特性分析与误差补偿提供了可靠依据.

    磁聚焦式扭矩传感器参数辨识ARMAX模型自适应粒子群算法预测误差法非零初始条件

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    一种双L型梁电容式六维力传感器设计

    蒲明辉杨玉坤薛斌
    12-18页
    查看更多>>摘要：为设计一款高性能电容式六维力传感器,结合T型梁和十字型双直梁的优点,构建了一种双L型结构弹性梁,传感器转换元件采用差动结构平行极板电容器以降低传感器的测量误差,以转换矩阵的条件数为目标函数,应用粒子群算法与有限元仿真相结合的方法对该传感器的结构参数进行优化设计,得到最优结构参数后进行仿真,结果显示该构型的电容式六维力传感器仿真精度为 0.425 8%.最后对该传感器进行加工与标定实验,结果显示该传感器的实验精度达到0.637 6%.

    电容式六维力传感器弹性梁结构差动结构电容器粒子群算法优化设计

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    LVDT重复性影响因素及优化方法研究

    王小英黄劼龙浩辰姚锐...
    19-24页
    查看更多>>摘要：针对 LVDT 在使用中重复性受外界因素影响的问题,进行了理论分析与软件仿真,认为LVDT的铁心受干扰时会产生径向跳动,从几何关系与磁场两方面使测量结果产生误差.文中设计了LVDT重复性测试系统,在LVDT量程范围内选取5、15、25 mm 3 个测量点进行测试,结果表明理论分析与实际测试具备良好的一致性.为提高LVDT的重复性,提出用精密直线轴承限制LVDT铁心的径向运动.优化后,5、15、25 mm处测量值的重复性标准差分别从 0.073 23、0.126 33、0.159 66 mm降低到0.037 57、0.048 68、0.043 01 mm,测量值的离散程度明显减小,验证了优化方法的可行性和有效性.

    LVDT重复性径向跳动非轴向偏移互感变化结构优化

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    一种用于动液面测量仪自检的井下声信号模拟器

    陈俊荣甘如饴魏勇吕品岐...
    25-29,52页
    查看更多>>摘要：在声波法井下动液面测量仪的研发和测试过程中,仪器的声波实验一般需要到采油现场完成,过程中耗费大量的人力物力,导致测量仪研发周期长,自检效率低等问题.因此,设计了一种可编辑的声信号模拟器,替代抽油井筒中的声源和声信号通道,从而达到测量仪非现场测试或自检的目的.通过COMSOL建模仿真分析了声波在井下环空传播的时域特征,以此为依据编辑模拟器对测量仪的激励波形.模拟器采用直接数字频率合成技术,将编辑的声音信号通过扬声器输出,激励测量仪中的微音器,达到其自检目的.对比测量仪室内测试得到的波形与模拟器设计的波形可得,两者的时域参数基本一致,上述结果验证了该模拟器能够满足测量仪非现场自检需求.

    井下液面深度信号模拟器信号合成仪器自检激励声波COMSOL建模仿真

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    基于硬件架构的RDIU协议转换器设计

    金志威王泽彬王鹏
    30-38,108页
    查看更多>>摘要：远程数据接口单元(RDIU)在飞机中负责完成协议转换工作,使远端传感器和作动器等多种协议的子系统连接到飞机主干网络,形成混杂机载网络构型.已有的RDIU协议转换技术存在参与转换的协议不全面、转换周期较长、数据实时性差等问题.文中针对远程数据设备使用的 UART、ARINC429、ARINC825 总线协议与飞机全局数据AFDX总线协议提出了协议转换原理,完成了协议转换的硬件架构设计并使用硬件描述语言Verilog HDL完成了详细设计.仿真测试结果表明:文中设计可以正确完成多种协议的转换工作,硬件架构的实现提高了数据处理效率.

    RDIU协议转换混杂机载网络硬件架构

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    馈通效应下微机械陀螺仪标度因数特性分析

    徐乾政丁徐锴李宏生
    39-44页
    查看更多>>摘要：微机械陀螺仪可动质量块、衬底和电极间存在复杂的寄生电容,使得陀螺仪的反馈力电极与检测读出电极间存在馈通效应.为研究馈通效应对微机械陀螺仪标度因数特性的影响,首先基于理论模型分析了不同模态频差下,馈通效应对检测回路开环零点分布的影响,进而分析了存在馈通时模态频差对标度因数的影响.其次,建立了存在馈通时的力反馈仿真模型.最后设计了基于分时控制的馈通抑制方案,实验结果显示,无馈通抑制和有缓冲周期分时控制的标度因数最大变化量分别为 70.2%和1.3%.仿真与实验结果均表明馈通效应越显著,标度因数随模态频差的变化幅度越大.

    馈通效应模态频差标度因数零点分布分时控制馈通抑制

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    气体钻井岩屑含水量快速检测系统

    李田禹朱睿陈向东丁星...
    45-52页
    查看更多>>摘要：针对目前钻井现场检测地层出水的方法速度慢、抗干扰能力弱的问题,利用近红外光在水中具有显著的吸收特性,提出了一种基于近红外图像的岩屑含水量快速检测系统.系统利用 940 nm波段的近红外摄像头采集图像,消除可见光干扰,提高了检测的灵敏度.借助基于小波变换的滤波算法有效去除图像中的散射噪声,并采用区域生长算法进行图像分割,排除干扰物,避免误分割情况,提升系统的抗干扰能力.此外,运用HDBSCAN聚类算法快速精确提取岩屑区域,获取岩屑图像的灰度平均值.最后,利用分段线性回归算法构建了灰度值-含水量模型,预测岩屑含水量.实验结果表明:系统在复杂的天然气钻井环境中工作有效,最大绝对误差为 1.87%,精度较高.平均检测时间不超过 6 s,速度较快.相较于烘干法,系统在保证准确率的基础上显著提高了检测速度.与湿度传感器相比,系统不仅具有更高的检测精度,还能覆盖更大面积岩屑的水分检测需求.

    气体钻井岩屑含水量近红外图像HDBSCAN聚类

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    基于共价有机框架材料的QCM二氧化碳气体检测系统

    赵利强向星岩徐潇依王刚...
    53-59页
    查看更多>>摘要：为了实现人居环境下高精度二氧化碳气体检测,设计了一种基于共价有机框架材料COF-5的石英晶体微天平(QCM)二氧化碳气体传感器及检测系统.分析了QCM质量灵敏度分布原理并进行了有限元仿真分析,利用超声法合成敏感材料,采用滴涂法制备基于金电极的QCM二氧化碳气体传感器,并设计了一种基于FPGA的二氧化碳气体检测系统.实验测试结果表明:开发的二氧化碳气体传感器及检测系统在二氧化碳气体浓度为2 000～5 000 ppm下表现出良好的线性响应,拟合曲线相关系数为0.988,系统灵敏度为0.034 Hz/ppm,响应时间为32 s,恢复时间为20 s,表现出良好的动态响应性能,系统最大绝对误差小于±25 ppm,且系统具有较好的重复性及选择性.

    共价有机框架材料石英晶体微天平二氧化碳检测气体传感器FPGA

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    基于Linux的EtherCAT主站实时性的研究

    王岩赵璨程慧杰郭爽爽...
    60-64页
    查看更多>>摘要：精密加工领域对控制系统的实时性要求比较高,传统的控制系统不能满足高通信速率和高实时性的要求.为了提高系统实时性,提出了一种在Linux非实时系统上安装Xenomai实时内核的方案,该方案通过在Linux操作系统上安装Xenomai实时内核,然后对Linux内核和Xnomai实时内核进行配置和优化,接着移植IgH EtherCAT Master协议栈构建EtherCAT主站,最后对系统进行抖动测试,通过数据分析得出改造后的EtherCAT主站通信抖动在10 μs之内,DC同步抖动在10 ns之内.测试结果表明,优化后的Linux系统实时性有了很大改善,EtherCAT主站实时性和稳定性有了较大提升,能够满足工业控制系统对实时性的要求.

    操作系统工控机实时内核EtherCAT主站抖动实时性

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