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工业现场材料结构原位微纳成像的原子力显微镜研究
1
作者 李伟 郑阳 +1 位作者 曹良才 张学聪 《中国测试》 北大核心 2026年第2期82-88,共7页
超超临界电站锅炉、大型石化装置、燃气轮机等重大装备服役过程中,材料蠕变、疲劳等时效积累型损伤的测量评估是其安全性评价与寿命预测的关键。现有采用取样后实验室金相观察的手段,存在破坏结构完整性、送检周期长等突出问题。原子力... 超超临界电站锅炉、大型石化装置、燃气轮机等重大装备服役过程中,材料蠕变、疲劳等时效积累型损伤的测量评估是其安全性评价与寿命预测的关键。现有采用取样后实验室金相观察的手段,存在破坏结构完整性、送检周期长等突出问题。原子力显微镜是可以实现材料微纳尺度三维形貌成像的测量技术,但以往仪器主要为实验室台式仪器。文章提出研制可在工业现场实现材料组织结构原位微纳成像的原子力显微镜,分析原子力音叉探针检测机理和探针特性,设计适用于现场原位检测的整机结构,并开展实际成像能力的验证。在标准样品和管道样件上的测试结果表明,单次测量最大范围100μm×100μm、图像分辨率0.1 nm、缺陷分辨力10 nm。该研究对于快速精准检测重大装备服役产生的微损伤缺陷,积累损伤演化的多尺度时变特征数据,保障装备稳定运行和指导材料改进具有重要价值。 展开更多
关键词 原子力显微镜 原位检测 工业现场 特种设备 微观损伤缺陷
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基于ZYNQ的超声波螺栓紧固力检测系统
2
作者 徐伟 陆云洋 +1 位作者 郭翠娟 白晋军 《天津工业大学学报》 北大核心 2026年第1期94-100,共7页
针对目前超声波螺栓紧固力检测中存在的采样速率低、测量准确度低的问题,研制了基于ZYNQ的超声波螺栓紧固力检测系统。基于声弹性理论和Hooke定律,推导螺栓紧固力与超声波声时差的对应关系,并进行温度补偿。在ZYNQ芯片上对采集的回波信... 针对目前超声波螺栓紧固力检测中存在的采样速率低、测量准确度低的问题,研制了基于ZYNQ的超声波螺栓紧固力检测系统。基于声弹性理论和Hooke定律,推导螺栓紧固力与超声波声时差的对应关系,并进行温度补偿。在ZYNQ芯片上对采集的回波信号采用相关性法进行声时差计算,利用FPGA快速计算信号互相关函数,并在ARM端进行三次样条插值处理,从而获得准确的声时差估计值。标定试验结果表明:相较于相关性法的传统实现方式,该系统运算速度大幅提高,单次声时差计算耗时仅需不到50μs;系统超声波渡越时间的测量分辨率达到百皮秒量级;系统动态标定重复准确度达到±0.2%,相较于现有检测系统提升显著。 展开更多
关键词 超声波检测 螺栓紧固力 ZYNQ 相关性法 标定试验
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JJF 1098—2025《热电偶、热电阻自动测量系统校准规范》解读
3
作者 韩志鑫 汤磊 付志勇 《中国计量》 2026年第1期64-67,共4页
文章阐述了JJF 1098—2025《热电偶、热电阻自动测量系统校准规范》的修订背景、主要内容,并就JJF1098—2025中的标准器、配套设备、校准方法以及执行过程中的注意事项进行了深度解析,旨在指导相关技术人员正确执行该规范。
关键词 计量学 热电偶 热电阻 自动测量系统 扫描开关 通道间数据采集差值 校准方法
原文传递
并联式六维加速度感知机构的协调闭链结构
4
作者 尤晶晶 徐佳萌 +2 位作者 陆祎萌 张缘为 陆奇捷 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期162-167,共6页
并联式六维加速度传感器的测量性能与其感知机构的支链布局有关。若感知机构输出量的协调方程不能形成闭链结构,则传感器的容错性能较差,制约多维运动传感技术的发展。因此,有必要剖析出并联式六维加速度感知机构协调闭链结构的形成条... 并联式六维加速度传感器的测量性能与其感知机构的支链布局有关。若感知机构输出量的协调方程不能形成闭链结构,则传感器的容错性能较差,制约多维运动传感技术的发展。因此,有必要剖析出并联式六维加速度感知机构协调闭链结构的形成条件以及协调方程与支链布局之间的关联性。首先,以动球铰位于质量块顶点的情况为例,推导了支链长度表达式及其系数矩阵;其次,推导了满足闭链结构的协调方程通式,并结合支链系数矩阵,挖掘出能够形成闭链结构的支链布局条件;再次,依据支链布局条件,综合出一种“12-7”构型的并联式六维加速度感知机构;最后,将支链布局规律推广至动球铰位于质量块棱中点的情况,并综合出两种“12-8”构型的并联式六维加速度感知机构。经验证,三种新构型的协调方程均能够形成闭链结构,这表明所提出的构型综合方法切实有效。 展开更多
关键词 并联机构 六维加速度传感器 故障修复 协调方程 构型综合
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道路场景下基于多尺度特征融合的语义分割网络
5
作者 徐晓苏 李东蒲 孟焱迪 《中国惯性技术学报》 北大核心 2026年第1期44-51,共8页
针对道路场景下高效图像语义分割的需求,提出一种基于Transformer的多尺度特征融合网络,旨在解决传统卷积神经网络难以有效捕捉图像的长程依赖关系及早期Transformer架构计算冗余且局部感知受限的问题。在编码阶段,采用基于MiT-B1的混合... 针对道路场景下高效图像语义分割的需求,提出一种基于Transformer的多尺度特征融合网络,旨在解决传统卷积神经网络难以有效捕捉图像的长程依赖关系及早期Transformer架构计算冗余且局部感知受限的问题。在编码阶段,采用基于MiT-B1的混合Transformer骨干网络,通过重叠图像块嵌入技术,保持特征的空间连续性,并结合高效自注意力机制降低计算开销。在解码阶段,设计了多尺度特征融合方案,利用通道空间注意力机制增强模型对关键目标的上下文捕捉能力;同时,提出一种轻量级改进残差卷积单元(RCU)提升多尺度特征的转换效率,有效弥补了跨层特征的语义差异。实验结果表明,在保持15.61 M轻量化参数规模的同时,所提算法在Cityscapes、ADE20K和COCO-Stuff数据集上的MIoU精度指标较基准模型分别提升了1.03%、1.36%和2.19%。此外,真实道路场景下的样机实验进一步证明,所提算法能够提供高精度的语义分割结果,满足自动驾驶系统的应用需求。 展开更多
关键词 语义分割 多尺度特征融合 残差卷积单元 混合Transformer编码器
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随机信息自由度超声检测信号压缩及参数重构方法研究
6
作者 宋寿鹏 沈宏泽 《压电与声光》 北大核心 2026年第1期37-44,共8页
针对超声波长时间自动检测复杂构件缺陷时,界面与缺陷回波相互干涉使回波信号呈现随机多峰性,难以实时准确地解析缺陷信息,且事后解读也将带来海量数据存储的技术瓶颈,提出了一种随机信息自由度超声检测信号的压缩及参数重构方法。通过... 针对超声波长时间自动检测复杂构件缺陷时,界面与缺陷回波相互干涉使回波信号呈现随机多峰性,难以实时准确地解析缺陷信息,且事后解读也将带来海量数据存储的技术瓶颈,提出了一种随机信息自由度超声检测信号的压缩及参数重构方法。通过先验能量分布,自适应匹配采样核的频域支撑区间及参数,将随机多峰回波脉冲流通过自适应采样核调制,再以低速率对其进行等间隔稀疏采样,最后通过零化滤波器重构多峰回波信号幅值与时延特征。以钢轨缺陷超声检测为例,相较于奈奎斯特采样法,本文所提方法在保留轨头、轨腰、轨底、人工缺陷及二次回波信息的同时,数据量减少了90%。 展开更多
关键词 超声检测 随机信息自由度 压缩采样 参数重构
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瞬时辐照对N型热电偶测温性能的影响研究
7
作者 吕鑫 邓志光 +1 位作者 朱毖微 吴茜 《机电信息》 2026年第2期56-60,共5页
N型热电偶是一种性能较K型热电偶更为优越的温度传感器,由于其耐辐照性能还未得到充分验证,因此N型热电偶目前尚未在反应堆堆内测温中应用。根据以往的实验研究以及实际辐照水平的分析,瞬时辐照下的测温性能是决定N型热电偶堆内应用的... N型热电偶是一种性能较K型热电偶更为优越的温度传感器,由于其耐辐照性能还未得到充分验证,因此N型热电偶目前尚未在反应堆堆内测温中应用。根据以往的实验研究以及实际辐照水平的分析,瞬时辐照下的测温性能是决定N型热电偶堆内应用的关键因素。通过对反应堆堆内主要辐照源的分析,中子和γ射线对热电偶测温影响最大。基于热电偶模型的理论计算和相关文献表明,辐照对热电偶的影响主要是电流效应。鉴于此,开展了辐照试验装置的设计,并对N、K型热电偶进行不同辐照水平下的中子和γ射线辐照试验。通过分析辐照试验结果,得出瞬时辐照对N型热电偶测温性能影响的规律,验证了瞬时辐照下N型热电偶性能优于K型热电偶。 展开更多
关键词 N型热电偶 瞬时辐照 电流效应
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皂膜流量计计量时湿度修正研究
8
作者 刘慧平 羊亚坤 +2 位作者 钟俊杰 杨国吉 李向召 《计量与测试技术》 2026年第1期19-22,共4页
本文基于皂膜流量计在计量过程中气路的湿度,研究其与流量大小、测量时间的关系,并结合实验数据,得到修正公式,从而确保该流量计量值溯源的准确性。
关键词 电池隔膜 透气度 透气体积 皂膜流量计
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静态质量法水流量标准装置中电子秤应用分析
9
作者 段慧明 郝丽明 +1 位作者 仲林 王晓双 《中国计量》 2026年第1期133-135,138,共4页
为正确使用静态质量法水流量标准装置,保证静态质量法水流量标准装置提供量值的准确性,文章对电子秤在静态质量法水流量标准装置应用中的“测量范围”和“零点”两个方面进行了详细分析,得出了确定测量范围和控制零点稳定的方法。
关键词 计量学 静态质量法水流量标准装置 电子秤 称量容器 测量范围 零点
原文传递
气体旋进漩涡流量计检定过程取压位置对计量结果的影响
10
作者 徐龙 《石油石化节能与计量》 2026年第1期54-58,共5页
针对气体旋进漩涡流量计检定规程中取压位置缺乏定量规定的问题,基于临界流文丘里喷嘴法标准装置,系统研究了取压位置偏差对计量精度的影响机理。通过进行CFD数值模拟并结合现场试验,对比分析了表体、上游、下游三类典型取压位置的动态... 针对气体旋进漩涡流量计检定规程中取压位置缺乏定量规定的问题,基于临界流文丘里喷嘴法标准装置,系统研究了取压位置偏差对计量精度的影响机理。通过进行CFD数值模拟并结合现场试验,对比分析了表体、上游、下游三类典型取压位置的动态压力分布特征与流量误差耦合规律。研究表明:取压位置不同引发的附加误差呈现显著非对称分布特性;表体取压时压力波动抑制效率较下游位置提升43.7%,计量误差最低,下游取压次之,验证了压力场均匀性对计量精度的主导作用。基于压力敏感元件微分响应函数与空间加权平均法,建立了适用于不同取压位置的误差修正模型,通过动态补偿使下游、上游取压误差降至接近表体取压误差水平,满足JJG 1121—2015对旋进旋涡气体流量计的计量精度要求。开发的误差修正模型可显著提升复杂工况下的气体流量计计量可靠性。 展开更多
关键词 旋进漩涡气体流量计 取压位置 CFD模拟 误差修正模型 计量误差 计量精度
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水下多普勒测速仪的海底散射回波模型优化
11
作者 刘均 孙倩钰 《化工自动化及仪表》 2026年第1期27-34,77,共9页
基于声速经验公式和射线理论,对海底声波传播特性进行分析,建立了海底声速和声线分布模型,并以此为基础对环形海底散射回波模型进行优化。优化后的回波信号时频特性和包络特性误差分析结果表明:改进后的海底散射回波模型包络误差显著降... 基于声速经验公式和射线理论,对海底声波传播特性进行分析,建立了海底声速和声线分布模型,并以此为基础对环形海底散射回波模型进行优化。优化后的回波信号时频特性和包络特性误差分析结果表明:改进后的海底散射回波模型包络误差显著降低,优化模型生成的回波信号更符合理论预期。 展开更多
关键词 多普勒测速仪 声速 射线理论 海底散射 环形回波模型
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基于贝叶斯信息融合的超声波流量计不确定度分析
12
作者 吴昊 《石油石化节能与计量》 2026年第1期65-69,共5页
针对超声波流量计传统不确定度评定方法(A/B类)忽略历史数据与实时动态关联的问题,提出一种基于贝叶斯信息融合的动态评估模型。通过融合历史数据与实时测量数据,推导顺流和逆流传播时间参数的后验分布,实现不确定度的在线估计。结果显... 针对超声波流量计传统不确定度评定方法(A/B类)忽略历史数据与实时动态关联的问题,提出一种基于贝叶斯信息融合的动态评估模型。通过融合历史数据与实时测量数据,推导顺流和逆流传播时间参数的后验分布,实现不确定度的在线估计。结果显示:基于仿真验证,贝叶斯方法可将不确定度从初始0.0273动态收敛至0.0208,较A类方法波动性降低63%,较B类方法误差缩小48%;基于实例分析,站场中DN50 mm超声波流量计在2000 m^(3)/h流量点下,合成不确定度为9.5268 m^(3)/h,相对扩展不确定度0.95%,逼近1.0级精度限值;声道角度与传播时间在合成不确定度中的贡献占比较大;经过优化调整后,每年可减少输差损失26.04万元。研究结果可显著提升评估可靠性,并为超声波流量计的临界风险预警提供数据支持。 展开更多
关键词 贝叶斯 超声波流量计 不确定度 传播时间 声道角度
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高准确度无线接触式表面温度计的研制
13
作者 姜盈盈 邹冰妍 林正皓 《计量与测试技术》 2026年第1期135-138,共4页
针对半导体制造对高准确度表面测温的需求,本文设计了一种无线接触式表面温度计,通过集成高准确度低功耗传感器、特制导热探头及弹性接触结构,配合磁吸与气动吸盘固定方式,解决传统测温布线复杂、易受干扰问题,并采用ZigBee无线通信与La... 针对半导体制造对高准确度表面测温的需求,本文设计了一种无线接触式表面温度计,通过集成高准确度低功耗传感器、特制导热探头及弹性接触结构,配合磁吸与气动吸盘固定方式,解决传统测温布线复杂、易受干扰问题,并采用ZigBee无线通信与LabVIEW上位机,实现数据稳定传输与智能处理。结果表明,该温度计能使接触压力的误差≤±0.3N,在(-20~120)℃范围内的示值误差<0.08℃,较传统技术±0.5℃准确度显著提升,可为半导体生产工艺优化提供可靠支持。 展开更多
关键词 计量学 表面测温 温度传感器
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熔石英半球谐振子超精密加工损伤演化及性能研究
14
作者 秦彪 刘赫男 +1 位作者 程健 陈明君 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第3期34-41,共8页
熔石英半球谐振子是半球谐振陀螺的核心元件,其表面完整性直接影响其振动性能。然而,谐振子在磨削过程易产生裂纹与凹坑缺陷,制约其工作性能的提升。结合超精密磨削与磁流变抛光(magnetorheological finishing,MRF)工艺,研究了磨削损伤... 熔石英半球谐振子是半球谐振陀螺的核心元件,其表面完整性直接影响其振动性能。然而,谐振子在磨削过程易产生裂纹与凹坑缺陷,制约其工作性能的提升。结合超精密磨削与磁流变抛光(magnetorheological finishing,MRF)工艺,研究了磨削损伤在MRF中的演化规律及其对性能的影响。研究发现,随着MRF材料去除量增加,小尺寸缺陷逐渐平坦化,而大尺寸凹坑和深层裂纹需多次去除才能完全消除。经MRF处理后,谐振子表面粗糙度Sa降至0.003μm,圆度与同轴度误差保持在0.26μm以内。性能测试显示,ϕ30 mm与ϕ20 mm谐振子Q值(酸洗前)由23万和18万分别提升至2970万与2100万,频率裂解从0.2~0.3 Hz降低至0.005 Hz以下。研究揭示了磨削损伤在MRF中的演化机制,验证了表面完整性改善对高性能制造中的关键作用。 展开更多
关键词 半球谐振子 超精密磨削 磁流变抛光 损伤演化 高性能制造
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并联式六维加速度感知机构的构型综合及正向动力学
15
作者 张显著 尤晶晶 +2 位作者 史浩飞 李成刚 王林康 《机械设计》 北大核心 2026年第1期62-70,共9页
一般并联式六维加速度感知机构的故障自修复率普遍偏低,主要原因是输出量协调方程不能形成闭链结构,从而制约了多维运动传感技术的发展。鉴于此,从形成协调闭链的机构学条件出发,综合出两种Stewart型并联式六维加速度感知机构,推导并分... 一般并联式六维加速度感知机构的故障自修复率普遍偏低,主要原因是输出量协调方程不能形成闭链结构,从而制约了多维运动传感技术的发展。鉴于此,从形成协调闭链的机构学条件出发,综合出两种Stewart型并联式六维加速度感知机构,推导并分析了其协调方程和正向动力学方程。通过剖析协调方程的基本结构并引入“正位方向”“负位方向”的概念,综合出“12-6”和“12-7”两种新拓扑构型的并联式六维加速度感知机构;基于支链长度解析式和Hooke定律,推导了两种构型的输出量协调方程,并构造了其协调闭链;运用Newton-Euler法,推导了两种构型的正向动力学方程,进一步结合协调方程,构建并代数求解出有确定唯一解的正向解耦方程。试验结果显示:两种构型感知机构正向解耦方程的最大引用相对误差分别为3.780%和1.313%;计算了两种构型的故障自修复率,均为90%,表明它们均具有良好的容错能力。 展开更多
关键词 六维加速度传感器 并联机构 拓扑构型 协调方程 动力学 故障修复
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融合视觉与惯性测量数据的结构振动鲁棒监测
16
作者 王宪玉 王军营 +2 位作者 朱前坤 杜永峰 薄士威 《振动.测试与诊断》 北大核心 2026年第1期203-211,225,共10页
针对计算机视觉的远距离结构振动识别技术在工程应用中存在的参数调节流程复杂、易受光照与环境干扰、稳定性和鲁棒性不足等问题,提出一种视觉与惯性测量数据融合的结构振动鲁棒监测方法。根据多源测量数据互补融合原理,将计算机视觉位... 针对计算机视觉的远距离结构振动识别技术在工程应用中存在的参数调节流程复杂、易受光照与环境干扰、稳定性和鲁棒性不足等问题,提出一种视觉与惯性测量数据融合的结构振动鲁棒监测方法。根据多源测量数据互补融合原理,将计算机视觉位移识别系统与惯性加速度传感系统集成于树莓派嵌入式计算平台,构建轻量化视觉-惯性联合监测系统。首先,分别获取结构同一测点的视觉位移与惯性加速度响应;其次,基于卡尔曼滤波的预测-更新机制,实现多速率测量数据融合;然后,在不同振动频率条件下,实现结构振动位移的鲁棒估计;最后,通过模型桥试验与现场实桥测试,对提出方法的有效性进行验证。结果表明:模型桥试验中,在行人激励及低频振动条件下,所提方法显著提升了移动端位移测量的稳定性,相较于单一视觉方法,位移误差可控制在3%左右;现场测试中,基于消费级相机的融合方案能够在实际桥梁运营条件下稳定识别结构振动响应。 展开更多
关键词 结构振动 计算机视觉 树莓派 卡尔曼滤波 数据融合
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航空发动机高速轴承试验机
17
作者 李斑虎 雷智 +2 位作者 贾玉鑫 华显伟 李江山 《轴承》 北大核心 2026年第2期71-77,共7页
为满足航空发动机高速轴承高转速、高可靠性等设计需求,研制了航空发动机高速轴承试验机。该试验机采用卧式简支梁主体结构,由驱动、润滑、加载、水冷、电控等多系统组成,通过有限元分析校核试验轴强度与刚度,并借助PLC与工控机实现多... 为满足航空发动机高速轴承高转速、高可靠性等设计需求,研制了航空发动机高速轴承试验机。该试验机采用卧式简支梁主体结构,由驱动、润滑、加载、水冷、电控等多系统组成,通过有限元分析校核试验轴强度与刚度,并借助PLC与工控机实现多参数闭环控制及远程监控。试验验证结果表明:该试验机最高转速可达60000r/min,能精准模拟转速、载荷、温度等工况,实现试验机自动运行与参数实时存储,各项指标均满足技术要求,可作为航空发动机轴承基础试验研究平台。 展开更多
关键词 滚动轴承 航空发动机 试验机 性能 设计
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视频引伸计集成微试样力学测试装置研制
18
作者 陈俊甫 王静 +4 位作者 付国栋 卫国英 张中泉 蔡晋辉 袁梦 《中国测试》 北大核心 2026年第1期112-119,158,共9页
微试样力学测试方法广泛应用于被测材料体积受限、无法满足标准尺寸要求的测试场合,目前尚缺乏可靠的微试样力学测试装置。基于此,开展视频引伸计集成微试样力学测试装置研制,首先阐明装置整机工作原理及设计参数,对微型力学加载台开展... 微试样力学测试方法广泛应用于被测材料体积受限、无法满足标准尺寸要求的测试场合,目前尚缺乏可靠的微试样力学测试装置。基于此,开展视频引伸计集成微试样力学测试装置研制,首先阐明装置整机工作原理及设计参数,对微型力学加载台开展机械结构和控制系统硬件设计;其次,对视频引伸计系统进行成像分析和硬件选型,设计目标识别算法;最后,采用LabVIEW平台开发集运动控制系统、数据采集系统和视频引伸计系统于一体的上位机测控软件。以低碳钢为例,采用经过校准的商业设备和自研装置开展材料力学测试,结果表明自研装置测量的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断后伸长量等力学性能参数相对误差均小于0.5%,表明视频引伸计集成微试样力学测试装置具有较高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 微试样 力学测试 视频引伸计 目标识别算法 单轴拉伸测试
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基于改进VMD的传感器动态标定信号处理的研究
19
作者 杨浩 张军 任宗金 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第2期67-70,共4页
对三维力压电传感器进行动态标定时,当激振频率增加,谐波检测信号的幅值下降而噪声增加,影响信号的幅值比和相位差检测精度。为此,提出一种结合灰狼优化(GWO)算法、变分模态分解(VMD)和小波阈值的降噪算法。以最小包络熵作为目标,采用GW... 对三维力压电传感器进行动态标定时,当激振频率增加,谐波检测信号的幅值下降而噪声增加,影响信号的幅值比和相位差检测精度。为此,提出一种结合灰狼优化(GWO)算法、变分模态分解(VMD)和小波阈值的降噪算法。以最小包络熵作为目标,采用GWO算法优化VMD中的模态数量K和惩罚系数α,筛选出关键的本征模态函数(IMF)后,进行小波阈值降噪处理,实现信号重构。仿真和实验结果表明:去噪后信噪比提高至32.35 dB,均方根误差(RMSE)与波形相似度同步改善,显著提高了信号检测的准确性。 展开更多
关键词 动态标定 变分模态分解 灰狼优化算法 相位差检测
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多型热电偶高精度测温系统的设计与实验研究
20
作者 沈斌 何菲 +2 位作者 陈晓宁 房一泉 罗士波 《计量与测试技术》 2026年第2期151-155,共5页
针对低成本、高精度温度测量的需求,设计了一种兼容多型热电偶的新型测温系统。其采用24位ADC芯片直接采集微弱热电动势,通过自动归零与动态冷端补偿机制有效提升信号完整性及长期稳定性;结合静态查表优化算法,实现多分度号热电偶的一... 针对低成本、高精度温度测量的需求,设计了一种兼容多型热电偶的新型测温系统。其采用24位ADC芯片直接采集微弱热电动势,通过自动归零与动态冷端补偿机制有效提升信号完整性及长期稳定性;结合静态查表优化算法,实现多分度号热电偶的一体化解算,并降低嵌入式平台资源消耗;集成无线通信模块,支持数据远程上传与本地缓存。实验表明,该系统测量准确、稳定性较好,可为高校实验课程提供一种低成本、易推广的方案。 展开更多
关键词 多型热电偶 高精度测温 冷端补偿 信号采集 无线通信
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