传感器研究
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《传感器研究》系开放获取期刊，主要刊登具有新结构、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。本刊支持思想创新、学术创新，倡导科学，繁荣学术，集学术性、思想性为一体，旨在给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论传感器领域内不同方向问题与成果的学术交流平台。

ISSN: 3079-0042

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  • 综合录井仪电导率传感器现场检定装置设计 下载：20 浏览：457
  • 刘开绪1 吴春梅1 马骏驰1 郝健2 王冰茜3 《传感器研究》 2020年12期
  • 摘要:
    综合录井仪电导率传感器是钻井液电导率参数检测的重要元件,为了适应海外钻井、外围钻井及连续快速钻井的需要,对传感器进行法定时限内现场检定尤其必要。基于电导率传感器电涡流检测原理,利用0.01级ZX32型交直流标准电阻箱作为标准源,以其接入穿过传感器感应环内闭合回路的电阻值代替钻井液电导率,利用STC89C52单片机设计了标准电阻值显示录入表,配套的上位机软件控制MSP430单片机系统以实现标准电阻值和电导率传感器输出电流值数据的接收,上位机完成检定数据的处理,并给出检定结论,设计的检定装置达到1.0级的指标,由于装置体积小,上位机与测试装置之间采用WiFi无线连接,装置非常适合现场应用。
  • 一种基于PCB工艺的平面绝对式角位移传感器研究 下载：10 浏览：448
  • 景欢1 汤其富1 王阳阳1,2 刘洋1 《传感器研究》 2020年12期
  • 摘要:
    文中研究的平面绝对式角位移传感器采用PCB工艺制造定子和转子。定子PCB包含正弦形平面激励线圈和环形感应线圈,转子PCB包含改变激励线圈和感应线圈耦合系数的铜箔阵列。传感器共有2个传感通道,2个通道的重复结构周期数相差为1,共同实现绝对角位移测量。文中对该传感器进行了有限元仿真,验证了其原理可行性。样机实验表明,在0°～360°范围内传感器的原始测量误差为-104.2″～28.8″。这种基于PCB工艺的平面绝对式角位移传感器,具有结构简单、厚度小的特点,非常适合机器人关节臂等对传感器体积要求苛刻的工作场合。
  • 电容式触觉传感器微电容检测电路设计 下载：12 浏览：397
  • 易艺1,2 宋爱国1 李会军1 冷明鑫1 《传感器研究》 2020年12期
  • 摘要:
    电容式触觉传感器在进行触觉压力检测时,传感器的电容变化值为pF和fF数量级,变化较快,难以准确检测。为了实现对电容式触觉传感器微弱电容的准确测量,分别采用电容数字转换芯片AD7746和运算放大电路设计了2种电容式触觉传感器微电容检测电路,然后分别对它们的性能指标进行实验对比测试。实验结果表明:选用AD7746芯片设计的微电容检测电路的性能指标优于运算放大器设计的微电容检测电路的性能指标,且电路简单、体积小、便于集成化,为电容式触觉传感器信号的读取提供参考。
  • 高应力下悬浮石墨烯薄膜灵敏性的仿真研究 下载：12 浏览：400
  • 张梦 张晓平 吕根根 刘泉声 《传感器研究》 2020年12期
  • 摘要:
    为了利用石墨烯材料对高应力进行测量,优化石墨烯压力传感器的结构设计,采用有限元软件COMSOL对高应力作用下的石墨烯压力薄膜进行模拟分析,在验证软件计算结果可靠性的基础上,研究同面积条件下圆形、矩形和正方形的石墨烯薄膜在均布高应力作用下的受力与变形,得出矩形薄膜对应力最敏感,且薄膜的面积越大,其应力和应变也越大。对矩形薄膜的长宽比对其受力特性的影响分析表明,当矩形薄膜的长宽比大于1.6后,薄膜应力导致的应变变化较小。
  • 基于PXI的LVDS高速通信板卡设计 下载：366 浏览：450
  • 白宏义 李锦明 郭淳 《传感器研究》 2020年12期
  • 摘要:
    针对采集系统与计算机的高速数据传输问题,设计了基于PXI接口的通信板卡。板卡以FPGA为控制核心,控制LVDS进行数据采集,将数据通过PXI接口发送给计算机,通过WDM驱动结构完成PXI总线连接到计算机的软件接口,并编写上位机程序对板卡进行测速。不同于传统数据采集卡,没有采用专用的PCI芯片,单独以FPGA来实现PXI接口。测试证明,设计的通信板卡可以实现高速数据采集功能,速度可达107 MB/s,在节约成本的同时加快了PXI板卡的开发周期。
  • 基于TMR传感器阵列的蒸汽发生器换热管检测探头设计 下载：12 浏览：361
  • 陶钰1 吕坤勇1 彭磊1,2 李晓光3 叶朝锋1,4 《传感器研究》 2020年12期
  • 摘要:
    文中设计了一种用于核电站蒸汽发生器换热管检测的涡流探头,该探头使用高分辨率、高灵敏度的隧道效应磁阻(TMR)传感器阵列对涡流电流产生的磁场成像,通过分析磁场图像数据,来快速准确地定位换热管中存在的缺陷。文中建立了基于压缩磁矢势方程的有限元仿真模型,来模拟缺陷检测的物理过程;研制并测试了由磁场激励线圈、TMR传感器阵列和数据采集系统组成的实验探头,对带有缺陷的换热管样品(Inconel 690)进行了检测,观察传感器输出的电压信号变化即可直观的反应出被测样品的缺陷情况。
  • 一种抑制超声换能器拖尾信号的方法 下载：13 浏览：470
  • 王选择1,2 张天1 马丹1 杨练根1,2 翟中生1,2 《传感器研究》 2020年11期
  • 摘要:
    超声换能器在脉冲信号激励下产生的拖尾信号,在进行短距离的超声测量时,容易淹没有效的回波信号,从而产生测量盲区。为了最大限度地减小拖尾信号,从构造超声换能器的等效电路入手,建立超声振动输出与激励输入之间的传递函数。利用传递函数仿真分析激励时叠加的反向周期数与拖尾信号抑制程度的关系。发现通过叠加特定周期数的反向正弦激励信号,可以将换能器模型的拖尾信号幅度抑制到最低。实验与计算分析发现,当所设计的实验系统的激励信号叠加3.8个反向周期时,对超声换能器的拖尾信号的抑制效果最佳。
  • 基于冗余CAN通信的智能集成供液控制系统 下载：15 浏览：437
  • 赵康康 《传感器研究》 2020年11期
  • 摘要:
    设计了一种基于CAN通信技术的综采智能集成供液控制系统。提出了一种CAN通信冗余的系统设计方法,详述了此系统通信结构的工作原理。基于ARM7内核芯片,完成了控制系统硬件电路设计。采用μC/OS-II实时操作系统,开发了一套智能化集成供液控制系统软件,并使用柔性化设计,使系统满足工程应用中的多样化需求。经实验测试,基于冗余CAN通信的集成供液控制系统鲁棒性好、可靠性高,符合设计要求。控制系统已成功应用于多个煤矿,自动化程度高,运行稳定。
  • 基于视觉的环形密封件在线检测 下载：14 浏览：437
  • 宋薇 陈兴 沈林勇 《传感器研究》 2020年11期
  • 摘要:
    为了对生产线上的密封件进行尺寸检测,从而剔除不合格的产品,提出了一种基于机器视觉的自动在线检测系统。检测对象为环形圈和薄型垫片。当密封件在传送带上运动到相机正下方时,采用多传感器多工位的检测方案,反馈给相机自动采集信号,相机采集到图像后通过模板匹配截取兴趣区域、阈值分割、轮廓提取、最小二乘法拟合等图像处理技术,实现了对密封件的尺寸测量。不合格的产品通过气动装置分拣剔除。实验结果表明,环形圈的检测精度为0.1 mm,薄型垫片的检测精度为0.5 mm,检测时间小于0.75 s。该视觉检测系统达到了在线对密封件进行尺寸检测的要求。
  • 基于冗余CAN通信的智能集成供液控制系统 下载：10 浏览：443
  • 赵康康 《传感器研究》 2020年11期
  • 摘要:
    设计了一种基于CAN通信技术的综采智能集成供液控制系统。提出了一种CAN通信冗余的系统设计方法,详述了此系统通信结构的工作原理。基于ARM7内核芯片,完成了控制系统硬件电路设计。采用μC/OS-II实时操作系统,开发了一套智能化集成供液控制系统软件,并使用柔性化设计,使系统满足工程应用中的多样化需求。经实验测试,基于冗余CAN通信的集成供液控制系统鲁棒性好、可靠性高,符合设计要求。控制系统已成功应用于多个煤矿,自动化程度高,运行稳定。
  • 基于视觉的环形密封件在线检测 下载：10 浏览：431
  • 宋薇 陈兴 沈林勇 《传感器研究》 2020年11期
  • 摘要:
    为了对生产线上的密封件进行尺寸检测,从而剔除不合格的产品,提出了一种基于机器视觉的自动在线检测系统。检测对象为环形圈和薄型垫片。当密封件在传送带上运动到相机正下方时,采用多传感器多工位的检测方案,反馈给相机自动采集信号,相机采集到图像后通过模板匹配截取兴趣区域、阈值分割、轮廓提取、最小二乘法拟合等图像处理技术,实现了对密封件的尺寸测量。不合格的产品通过气动装置分拣剔除。实验结果表明,环形圈的检测精度为0.1 mm,薄型垫片的检测精度为0.5 mm,检测时间小于0.75 s。该视觉检测系统达到了在线对密封件进行尺寸检测的要求。
  • 基于LabVIEW与IMAQ Vision的智能插装系统 下载：12 浏览：424
  • 周龙福1 刘超2,3 《传感器研究》 2020年10期
  • 摘要:
    针对人工插装撑簧圈效率低、一致性差的不足,提出一种基于机器视觉技术的连接器撑簧圈智能插装技术。首先,采用IMAQ Vision视觉模块获取工件图像,利用二值化实现图像特征与背景的分离;然后,采用Remove函数去除大量小斑点和边界目标干扰,利用形态学闭操作实现插孔细小沟壑的填充,结合几何匹配实现工件特征主键角度计算;最后,通过Particle Analysis函数计算任意芯数孔位坐标以实现撑簧圈的智能插装。现场采用5种规格工件进行插装测试,结果显示撑簧圈完全正确插入插孔中,合格率达到100%,实现了撑簧圈的智能插装。
  • Web Service技术在污水处理远程监控系统中的应用 下载：10 浏览：367
  • 郭民1,2,3 高强1,2,3,4 韩红桂1,3 《传感器研究》 2020年10期
  • 摘要:
    为了解决污水处理远程监控系统结构复杂、开发周期长的问题,文中提出了一种基于Web Service技术的设计开发方法。首先,对污水处理监控系统的功能和数据需求进行分析,设计了Web Service接口软件架构;其次,制订了Web Service接口和接口规范,为系统的功能扩展提供了标准;最后,对设计的Web Service接口进行发布,并将其应用于污水处理远程监控系统中。结果表明:基于Web Service技术的污水处理远程监控系统提高了软件开发效率,增强了软件的复用性,方便系统功能扩展。
  • 基于传递矩阵法的夹心式换能器固有频率分析 下载：10 浏览：410
  • 邓韬1 卢钰仁2 《传感器研究》 2020年10期
  • 摘要:
    文中研究了传递矩阵法,实现了对夹心式换能器固有频率的快速、准确分析。虽然夹心式换能器的结构参数是基于半波长理论得到的,但没有简单的方法来验证其固有频率,这可能导致换能器工作效率降低。首先,通过等效和离散化,使连续弹性体成为由多个无质量弹簧截面和质量集中块组成的多自由度系统。其次,通过推导系统矩阵得到系统的固有频率。最后,与有限元法和脉冲激励法的计算结果进行了比较,证明了传递矩阵法可以用来分析夹层式换能器的固有频率。
  • 轮式移动机器人磁导航信号的野点识别与消除 下载：12 浏览：426
  • 胥明瑞 杨光永 徐天奇 陈跃斌 《传感器研究》 2020年10期
  • 摘要:
    为了解决传统野点识别方法中由于缺乏先验知识,难以建立准确的参考模型时出现的病态、收敛速度快速降低、难以在嵌入式系统上设计模块化程序包等问题,文中以最大三阶相关峭度为代价函数,设计三阶相关峭度反卷积逆滤波器,对磁导航信号进行盲提取,以识别并剔除野点。该实验验证以双向四驱轻量级轮式移动机器人为实验平台,实验结果表明,该算法能有效地识别野点,收敛速度快,也无需准确的参考模型。
  • 基于机器视觉的黑晶面板几何参数测量方法 下载：388 浏览：425
  • 李民1 周亚同1 张忠伟2 樊逸杰2 《传感器研究》 2020年9期
  • 摘要:
    针对黑晶面板几何参数人工测量效率低、测量误差大等问题,提出了一种基于机器视觉的黑晶面板几何参数测量方法。首先用工业相机对不同尺寸的黑晶面板进行图像采集,然后通过图像预处理、霍夫直线检测及参数校准等步骤对采集到的黑晶面板图像进行处理。最后根据处理结果进行计算出黑晶面板几何参数。在线测量实验表明:在现有相机摆放方式情形下,测量设备可以快速准确计算出200 mm×200 mm至400 mm×600 mm范围内黑晶面板的各个几何参数,其中边长测量精度可达到0.1 mm,两对角线之差精度可达0.3 mm。测量设备能实现对产品100%测量,并在检测精度上满足工厂测量要求。
  • 无线电能传输非线性拓扑补偿结构研究 下载：22 浏览：412
  • 樊京1 李定珍1 张世杰1 田子建2 《传感器研究》 2020年9期
  • 摘要:
    无线电能传输技术以其安全、便捷等优点,在手机、电动汽车等领域受到越来越多的关注,其中的拓扑补偿结构设计是提高系统性能的关键.而补偿网络的研究多年来均采用线性理论和线性分析方法,在设备的安全性、鲁棒性、偏移容忍度等方面不能令人满意。针对上述问题,提出一种非线性拓扑补偿结构,建立了基于T参数矩阵的电路模型;使用有限元分析软件对其进行场路耦合瞬态仿真,解决了由于非线性模型难以得到解析解的难题,仿真计算出了磁性材料在非线性饱和状态条件下,系统的输出电压随负载和耦合系数变化的情况;综合理论分析与仿真实验结果,设计出了带有非线性补偿拓扑结构的无线电能传输实验系统。实验结果表明:该非线性拓扑补偿网络在输出负载剧烈变化、耦合系数k剧烈变化的情况下,输出电压基本稳定,其潜在性能表现有望超过现有线性拓扑结构。
  • 飞机发动机叶片燕尾基座自动化喷涂研究 下载：12 浏览：412
  • 董慧芬刘健健 吕波漾 《传感器研究》 2020年9期
  • 摘要:
    针对飞机发动机叶片燕尾基座的自动化喷涂问题,以提高喷涂涂层均匀性为目标,提出一种基于复杂结构件表面喷涂模型的均匀性分析方法。首先设计了燕尾基座自动喷涂的涂料雾化系统和机器人本体系统,然后从飞机发动机叶片燕尾基座的表面几何结构入手,分别建立了平面喷涂模型和曲面喷涂模型,并进行涂层均匀性分析,最后依据均匀性分析结果进行机器人喷涂路径规划。仿真计算结果表明基于复杂结构件表面喷涂模型的均匀性分析方法是正确的,基于此的机器人喷涂路径规划是合理的,为自动喷涂原理样机的研制提供了设计参考。
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出版年份 2018-2025
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