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基于Arduino的多功能循迹小车设计
1
作者 王长乐 魏雄飞 +3 位作者 王静 高宇 陈洪亮 常曼莉 《河南科技》 2024年第17期14-18,共5页
【目的】针对传统循迹小车存在反应速度慢、判断不准确、定位精度低、扩展性差、灵活性不足等问题,设计了一款基于Arduino的多功能循迹小车。【方法】借助光电传感器实现移动检测,结合摄像头、物联网、触摸屏等模块,设计出基于Arduino... 【目的】针对传统循迹小车存在反应速度慢、判断不准确、定位精度低、扩展性差、灵活性不足等问题,设计了一款基于Arduino的多功能循迹小车。【方法】借助光电传感器实现移动检测,结合摄像头、物联网、触摸屏等模块,设计出基于Arduino的物联网模块多功能循迹小车,并对其相关性能进行实物测试。【结果】测试结果表明,该小车不仅能够与终端建立通信,完成对周围环境的实时监控和数据采集,而且能够通过传感器控制行驶方向,实现在预设路径上自动行驶;还能够通过摄像头对图像进行采集与处理,并检测后上传至物联网终端。【结论】成功设计了一款兼容性更强的多功能循迹小车,适用于仓库物流、环境检测、巡检维护等多个领域,具有广阔的市场应用前景。 展开更多
关键词 ARDUINO 多功能 循迹小车 无线控制
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基于Social-STGCNN轨迹预测的Risley棱镜跟踪控制方法 被引量：1
2
作者 陶冶 吴圣雨 +2 位作者 吴小龑 李留留 雷新 《机械》 2024年第3期11-18,37,共9页
Risley棱镜视轴指向控制技术已被应用于军事领域的飞行目标跟踪,而飞行目标时间步坐标直接影响Risley棱镜跟踪精度。因此,开展飞行目标轨迹预测将为Risley棱镜视轴指向控制提供革新规划与控制思路。结合Social-STGCNN深度学习方法对Ris... Risley棱镜视轴指向控制技术已被应用于军事领域的飞行目标跟踪,而飞行目标时间步坐标直接影响Risley棱镜跟踪精度。因此,开展飞行目标轨迹预测将为Risley棱镜视轴指向控制提供革新规划与控制思路。结合Social-STGCNN深度学习方法对Risley棱镜控制算法进行优化。首先定义数据集获取飞行目标信息,利用STGCNN预处理,然后运用旁轴法求得Risley棱镜方位与俯仰角并进行仿真分析实验。结果表明,在对Risley棱镜电机与视轴实现精密调控的同时,取得了0.151 mm的轴间误差,在MAE指标中比单纯采用图像误差反馈的控制算法低88.29%,有效验证了本文所控制策略的优化效果与跟踪性能。 展开更多
关键词 Risley棱镜 轨迹预测 目标跟踪 深度学习
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光纤振动传感系统相位调制模块的嵌入式设计 被引量：17
3
作者 吴瑞东 王宇 +3 位作者 王东 谭晋隆 刘昕 靳宝全 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期200-205,共6页
针对光纤振动传感系统测试与标定环节缺乏便携式振动信号驱动装置的问题,设计了一款基于FreeRTOS和STem Win嵌入式系统的压电陶瓷相位调制模块。该模块使用STM32嵌入式微控制器,结合H桥功率驱动对信号进行功率放大。利用FreeRTOS嵌入式... 针对光纤振动传感系统测试与标定环节缺乏便携式振动信号驱动装置的问题,设计了一款基于FreeRTOS和STem Win嵌入式系统的压电陶瓷相位调制模块。该模块使用STM32嵌入式微控制器,结合H桥功率驱动对信号进行功率放大。利用FreeRTOS嵌入式操作系统进行多任务功能部件开发,并设计了STem Win人机交互界面。随后搭建分布式光纤振动传感系统对嵌入式相位调制模块进行测试,结果表明该模块可实现驱动信号频率、占空比、输出极性和电压的调节,并可在总长为11.769 km的传感光纤上对冲击信号进行实时采集,且振动信号定位误差在41 m以内,从而可满足各类光纤振动传感系统在长距离不同位置处进行振动测试与标定的需求。 展开更多
关键词 光纤传感 振动检测 嵌入式系统 相位调制
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用于燃气管道破坏预警的Φ-OTDR技术 被引量：10
4
作者 王宇 吴瑞东 +3 位作者 董齐 谭晋隆 王东 靳宝全 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第2期225-227,共3页
针对燃气管道的安全监控和破坏预警问题,介绍了基于相位敏感光时域反射原理的分布式光纤振动检测技术。该技术对于燃气管道的周界振动信号具备精细的定位精度,多点的定位能力和快速的响应时间。实验室内已实现在总长11 km的传感光纤上,... 针对燃气管道的安全监控和破坏预警问题,介绍了基于相位敏感光时域反射原理的分布式光纤振动检测技术。该技术对于燃气管道的周界振动信号具备精细的定位精度,多点的定位能力和快速的响应时间。实验室内已实现在总长11 km的传感光纤上,约5 km的检测范围,小于10 m的定位精度和高于10 d B的信噪比,当前的振动信号动态响应范围处于100-700 Hz。 展开更多
关键词 光纤传感 振动检测 相位敏感光时域反射计 燃气管道
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基于线性光耦HCNR200的DSP采集电路设计与实现 被引量：36
5
作者 谭颖琦 范大鹏 陶溢 《电测与仪表》 北大核心 2006年第6期46-48,共3页
介绍了Agilent公司的高线性度模拟光耦H CNR200的基本结构及工作原理。利用该器件设计了一种模拟信号与DSP隔离与检测的硬件电路,较好地解决了将AGC信号采集到DSP过程中测量范围小、线性度低的问题。最后用最小二乘法对实验数据进行分析... 介绍了Agilent公司的高线性度模拟光耦H CNR200的基本结构及工作原理。利用该器件设计了一种模拟信号与DSP隔离与检测的硬件电路,较好地解决了将AGC信号采集到DSP过程中测量范围小、线性度低的问题。最后用最小二乘法对实验数据进行分析,结果表明该电路具有较高的电压检测精度和线性度,在高稳定性、高线性度的模拟信号隔离的场合具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 线性光耦 HCNR200 模拟隔离 电压检测
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基于微扫描镜的激光投影(英文) 被引量：7
6
作者 李昭 苑伟政 +3 位作者 吴蒙 燕斌 乔大勇 刘耀波 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1625-1629,共5页
利用微机械加工技术制造出一种新型微扫描镜,结合半导体激光器,可用于投影显示.激光器发出的光束被两个分别沿着X轴、Y轴扭转的镜面相继反射,扫描出二维图形.实验测得扫描镜在15V电压,频率为扫描镜谐振频率2倍的方波信号驱动下,镜子的... 利用微机械加工技术制造出一种新型微扫描镜,结合半导体激光器,可用于投影显示.激光器发出的光束被两个分别沿着X轴、Y轴扭转的镜面相继反射,扫描出二维图形.实验测得扫描镜在15V电压,频率为扫描镜谐振频率2倍的方波信号驱动下,镜子的光学扫描角度达±12°.由于每个镜子都沿各自轴以简谐规律扭转,扫描所得投影为李萨如图形.通过分析图形的形成原理并用Matlab仿真,选出了适用用于任意图案显示的扫描镜谐振频率组合(X轴2 400Hz,Y轴2 425Hz).该组合可以形成194×192个像素点,刷新频率为25Hz.在此基础上提出了一种通过调制激光开关来进行投影显示的方法. 展开更多
关键词 微扫描镜 李萨如图 振动频率组合 激光投影
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瞬时频率估计算法研究进展综述 被引量：31
7
作者 陈平 李庆民 赵彤 《电测与仪表》 北大核心 2006年第7期1-7,共7页
首先介绍了瞬时频率的物理概念、经典定义及其适用范围。结合瞬时频率估计算法的最新研究进展,根据相似性将估计算法进行了系统分类,其中将单分量信号估计算法分为相位法、谱峰检测法、过零点法与Teager能量算子法以及求根估计法;将多... 首先介绍了瞬时频率的物理概念、经典定义及其适用范围。结合瞬时频率估计算法的最新研究进展,根据相似性将估计算法进行了系统分类,其中将单分量信号估计算法分为相位法、谱峰检测法、过零点法与Teager能量算子法以及求根估计法;将多分量信号估计算法分为相位法、谱峰检测法、求根估计法和希尔伯特-黄变换(HHT)法。特别地,对近年来出现的各种多分量信号估计算法的估计原理、适用范围及优缺点进行了详细的分析和比较。最后展望了瞬时频率估计算法研究的主要发展方向。 展开更多
关键词 瞬时频率 估计算法 综述 希尔伯特-黄变换
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采用四象限探测器的智能跟踪定位算法 被引量：13
8
作者 司栋森 李增智 王晓旭 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期13-17,99,共6页
为了提高跟踪定位系统的跟踪精度与响应速度,提出了一种增益可调的快速跟踪定位(GAFT)算法,以实现对目标的快速定位及在信号较弱时的精确定位.该算法首先根据目标在四象限探测器上光斑成像的大小、位置与输出信号间的关系,确定光斑在探... 为了提高跟踪定位系统的跟踪精度与响应速度,提出了一种增益可调的快速跟踪定位(GAFT)算法,以实现对目标的快速定位及在信号较弱时的精确定位.该算法首先根据目标在四象限探测器上光斑成像的大小、位置与输出信号间的关系,确定光斑在探测器上的线性变化区间,并在此区间上得到光斑移动与信号变化的对应关系,再实时采集光斑在4个象限上的信号之和,作为目标光斑信号强度,然后计算光斑信号强度的变化率,采用自适应学习的方法得到信号强度的变化趋势,根据该趋势对信号增益进行动态调整,从而提高信号的分辨率和跟踪精度.实验数据表明,GAFT算法在线性工作区间中通过改变光斑半径及调整光斑的信号强度等措施,可以将跟踪精度提高到0.049 7mm. 展开更多
关键词 智能 跟踪 四象限探测器 定位
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一种差动压磁式扭矩传感器的研究与设计 被引量：15
9
作者 石延平 刘成文 张永忠 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期508-511,519,共5页
为提高压磁式扭矩传感器的测试精度和灵敏度,设计了一种三磁极差动式压磁扭矩传感器,论述了这种传感器的工作原理并导出了其感应电压输出方程和电流灵敏度计算式。通过试验,分析了传感器励磁电流强度、频率以及测试磁隙等对其输出特性... 为提高压磁式扭矩传感器的测试精度和灵敏度,设计了一种三磁极差动式压磁扭矩传感器,论述了这种传感器的工作原理并导出了其感应电压输出方程和电流灵敏度计算式。通过试验,分析了传感器励磁电流强度、频率以及测试磁隙等对其输出特性的影响,也证明了这种传感器比传统交叉铁心压磁式扭矩传感器有更高的测试精度和灵敏度。 展开更多
关键词 扭矩传感器 压磁效应 检测
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基于最大梯度和阈值的自动聚焦算法 被引量：11
10
作者 高赞 姜威 朱孔凤 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2007年第5期49-54,共6页
目前,国内外有很多基于梯度的自动聚焦算法,但是它们都是用指定的方向去求梯度,但真实梯度方向可能不是它们的指定的方向;另外,当图像受到噪声污染的时候,算法的稳定性也不好。为了解决以上问题,提出了一种基于最大梯度的自动聚焦算法... 目前,国内外有很多基于梯度的自动聚焦算法,但是它们都是用指定的方向去求梯度,但真实梯度方向可能不是它们的指定的方向;另外,当图像受到噪声污染的时候,算法的稳定性也不好。为了解决以上问题,提出了一种基于最大梯度的自动聚焦算法。首先,对任意可能的梯度方向都求出它的梯度,比较后得到最大的梯度,利用最大的梯度作为最后的结果。同时,考虑到算法的精确度和稳定性,再引入了阈值参数。经过实验表明,该算法具有单峰性强、无偏性好、灵敏度高、稳定性好等特点。 展开更多
关键词 自动聚焦 评价函数 梯度 噪声 阈值
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一种新型液晶透镜的光学成像特性研究 被引量：6
11
作者 李晖 张新宇 +1 位作者 张天序 沈绪榜 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期428-431,共4页
在前人的单圆孔电极液晶透镜的基础上进行了改进,使用聚酰亚胺取代玻璃作为绝缘层,得到了通光孔径为2mm、工作电压最低为1.1Vrms的新型液晶透镜.结合几何光学和液晶理论提出了不同于前人解释液晶透镜原理的模型,推导出该液晶透镜的焦距... 在前人的单圆孔电极液晶透镜的基础上进行了改进,使用聚酰亚胺取代玻璃作为绝缘层,得到了通光孔径为2mm、工作电压最低为1.1Vrms的新型液晶透镜.结合几何光学和液晶理论提出了不同于前人解释液晶透镜原理的模型,推导出该液晶透镜的焦距公式以及相位延迟公式.在1.1～20Vrms电压范围下测试,得到与公式计算值基本一致的该液晶透镜的焦距范围20～480mm.重点研究了该液晶透镜的调制传递函数（MTF）,发现该液晶透镜的光学成像能力与控制电压成正比关系,随着电压的增大该液晶透镜的成像性能逐渐增强. 展开更多
关键词 液晶透镜 自适应光学 调制传递函数(MTF)
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一种MEMS周期可调光栅衍射特性的实验研究 被引量：4
12
作者 李太平 李晓莹 +3 位作者 虞益挺 燕斌 孙瑞康 乔大勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期618-621,共4页
介绍了一种周期连续可调的微型可编程光栅.光栅采用静电梳齿驱动,不同驱动电压对应不同周期变化,从而引起特定级次衍射角发生变化.为了测得不同驱动电压下的衍射角变化,搭建了实验测量光学系统,利用激光三角法测量原理及图像处理的方法... 介绍了一种周期连续可调的微型可编程光栅.光栅采用静电梳齿驱动,不同驱动电压对应不同周期变化,从而引起特定级次衍射角发生变化.为了测得不同驱动电压下的衍射角变化,搭建了实验测量光学系统,利用激光三角法测量原理及图像处理的方法得出实验结果.测量结果与光栅测量参量计算角度变化基本一致,不同电压下的衍射角变化与不同的周期变化对应良好. 展开更多
关键词 微机电系统 周期可调光栅 激光三角法 图像处理
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光纤力学性能的试验研究 被引量：8
13
作者 刘荣梅 梁大开 +1 位作者 王妮 张彦 《实验力学》 CSCD 北大核心 2007年第1期79-84,共6页
埋入式光纤传感器中,光纤与复合材料之间的相互作用会影响整个结构的力学性能。根据材料表界面学知识,光纤埋入复合材料中,与复合材料结构形成界面,该界面对复合材料的性能产生影响,因此光纤与复合材料之间形成的界面强度的研究意义重... 埋入式光纤传感器中,光纤与复合材料之间的相互作用会影响整个结构的力学性能。根据材料表界面学知识,光纤埋入复合材料中,与复合材料结构形成界面,该界面对复合材料的性能产生影响,因此光纤与复合材料之间形成的界面强度的研究意义重大。为了从本质上研究光纤埋入复合材料后对复合材料结构产生的影响,可采用单丝模型法等微观力学方法对光纤与复合材料之间形成界面的强度进行研究。根据理论,界面的剪切强度与光纤自身的拉伸强度有关,因此首先需要对光纤的力学性能进行研究。研究时探讨了两种试验方法,第一种为将光纤两端埋入环氧树脂槽的方法,采用此试验方法可得到光纤的弹性模量约为15GPa,第二种为缠绕的方法。并自制了小型拉伸试验机,在此试验机上进行大量拉伸试验,得到光纤拉伸强度为4.07GPa。 展开更多
关键词 光纤 强度 界面
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超声探伤仪收发电路的改进研究 被引量：7
14
作者 李勇峰 杨录 张艳花 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第7期38-41,共4页
针对现有超声探伤系统电路复杂、设计成本高的缺点,提出了一种以12 V电源供电的超声谐振发射电路,设计实现了以谐振接收、差分可变增益放大以及峰值保持的回波处理硬件电路设计。系统采用2.5 M超声探伤传感器。实验表明,系统性能稳定,... 针对现有超声探伤系统电路复杂、设计成本高的缺点,提出了一种以12 V电源供电的超声谐振发射电路,设计实现了以谐振接收、差分可变增益放大以及峰值保持的回波处理硬件电路设计。系统采用2.5 M超声探伤传感器。实验表明,系统性能稳定,精度高,成本低,有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 超声探伤 低压谐振发射接收 差动可变增益放大 单电源峰值保持
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双四象限探测器位置自适应测量新模型 被引量：3
15
作者 党丽萍 刘君华 +2 位作者 唐树刚 汤晓君 林继鹏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期142-146,共5页
为了得到最佳的动态跟踪性能,提出了最小二乘向量机与矩阵光学相结合的建模方法,建立了双四象限探测器在激光跟踪光路中的全新测量模型,该模型可实现对探测器参数的自适应测量.相对于以往的数学模型和测量方法,该模型具有清晰的物理含义... 为了得到最佳的动态跟踪性能,提出了最小二乘向量机与矩阵光学相结合的建模方法,建立了双四象限探测器在激光跟踪光路中的全新测量模型,该模型可实现对探测器参数的自适应测量.相对于以往的数学模型和测量方法,该模型具有清晰的物理含义,更符合研究对象的工作机理.使用该模型可获得更完整的测量样本,消除了测量中的“死点”和“坏点”,对位移量测量的不确定度为1μm,最大误差在原研究基础上减小了3μm,系统也省去了多维高精度的测量和机械调整系统.这一模型同时为三维小角度测量提供了一个快捷的技术途径. 展开更多
关键词 激光跟踪 双四象限探测器 测量模型 矩阵光学
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法拉第镜旋转角的偏振分束测量法 被引量：3
16
作者 郝蕴琦 李海宁 +4 位作者 杨坤 孔鹏 苏磊 李俊丰 陈镇平 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期626-630,共5页
提出了基于偏振分束法的法拉第镜偏振旋转角的测量方法。利用非偏振分束器改变法拉第镜出射光的方向,偏振分束器将该出射光分为p光和s光,分别测量其光强,应用后续"差除和"信号处理方案消除光源波动的影响,推导出法拉第镜偏振... 提出了基于偏振分束法的法拉第镜偏振旋转角的测量方法。利用非偏振分束器改变法拉第镜出射光的方向,偏振分束器将该出射光分为p光和s光,分别测量其光强,应用后续"差除和"信号处理方案消除光源波动的影响,推导出法拉第镜偏振旋转角的理论表达式。分析了起偏器的消光比非0及起偏角误差对输出结果的影响,分别是0.05729°和-0.1000°。实验验证了该方法的可行性,重复测量结果为89.68°,均方值为0.01493。 展开更多
关键词 法拉第镜 偏振旋转角 偏振分束法
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PLZT 陶瓷双压电晶体型光执行器件动特性研究 被引量：3
17
作者 张显奎 徐本州 许耀铭 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期349-353,共5页
本文介绍一种新型光控系统，系统中应用ＰＬＺＴ陶瓷片作为光执行器件实现光机转换，将两片极化后的ＰＬＺＴ陶瓷片按极化方向相反粘贴，形成双压电晶体型光执行器件，根据光信号来控制ＰＬＺＴ陶瓷双晶片的机械变形。
关键词 光控伺服系统 光执行器件 PLZT陶瓷 动特性
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基于STC12C2052AD单片机的线阵LED显示装置的设计 被引量：6
18
作者 李传海 周炯 左安友 《辽东学院学报（自然科学版）》 CAS 2013年第3期172-177,182,共7页
介绍了一种基于STC12C2052AD单片机的线阵LED图文显示装置。用人眼的视觉暂留原理,将16个LED排列成均匀的一排,直流电机带动LED板飞速旋转,在LED板形成的圆形范围内显示图文信息。霍尔传感器测量转速并自动调节LED的显示位置,红外遥控... 介绍了一种基于STC12C2052AD单片机的线阵LED图文显示装置。用人眼的视觉暂留原理,将16个LED排列成均匀的一排,直流电机带动LED板飞速旋转,在LED板形成的圆形范围内显示图文信息。霍尔传感器测量转速并自动调节LED的显示位置,红外遥控控制装置的各个功能的切换,光敏电阻返回模拟信号经A/D转换后确定当前环境的光线强度,适当调节LED的亮度,保证不同环境下图文显示的稳定性,此处以单片机自带的定时器设计了一个可红外控制的秒表及英文字母的显示实例。 展开更多
关键词 单片机 图文显示 STC12C2052AD LED
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不同几何结构电光偏转器比较研究 被引量：2
19
作者 卢智勇 万玲玉 +1 位作者 马雪梅 王戎丞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期667-671,共5页
为了发展性能优良的电光偏转器,采用傍轴近似分析了级联棱镜电光偏转器的折射率梯度等效表达式,总结出了不同几何结构电光偏转器的偏转角和偏转轨迹公式,在此基础上比较研究了4种不同几何结构电光偏转器的偏转特性和偏转轨迹,比较分析... 为了发展性能优良的电光偏转器,采用傍轴近似分析了级联棱镜电光偏转器的折射率梯度等效表达式,总结出了不同几何结构电光偏转器的偏转角和偏转轨迹公式,在此基础上比较研究了4种不同几何结构电光偏转器的偏转特性和偏转轨迹,比较分析了梯形、喇叭形和抛物线形几何结构电光偏转器的偏转灵敏度,为较大角度电光偏转系统的设计提供了有意义的参考。 展开更多
关键词 光学器件 电光偏转器 偏转特性 光线轨迹 偏转灵敏度
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基于虚拟仪器技术的巨磁阻抗测量系统 被引量：4
20
作者 郭成锐 江建军 邸永江 《电测与仪表》 北大核心 2006年第7期12-13,54,共3页
Co基非晶和Fe基纳米微晶材料中观察到巨磁阻抗效应G(MI),在传感器技和磁记录技术中具有巨大的应用潜能熏受国内外专家的广泛关注。为了对该效应的应用和开发作进一步研究,我们自行设计和制作了一套基于虚拟仪器技术的GMI测量系统。测试... Co基非晶和Fe基纳米微晶材料中观察到巨磁阻抗效应G(MI),在传感器技和磁记录技术中具有巨大的应用潜能熏受国内外专家的广泛关注。为了对该效应的应用和开发作进一步研究,我们自行设计和制作了一套基于虚拟仪器技术的GMI测量系统。测试结果表明,该系统能够满足各类材料测定巨磁阻抗的要求。 展开更多
关键词 Fe基纳米非晶 巨磁阻抗 虚拟仪器 测量
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