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融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法 被引量:1
1
作者 何武林 彭继慎 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期309-315,共7页
截齿失效诊断需要使用一系列传感特征信号参数来诊断,当多个传感特征信号交互出现后,其相互间形成的干扰将导致无法准确判断截齿的状态。提出一种融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法。建立采煤机截齿失效多传感特征融合模型,完... 截齿失效诊断需要使用一系列传感特征信号参数来诊断,当多个传感特征信号交互出现后,其相互间形成的干扰将导致无法准确判断截齿的状态。提出一种融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法。建立采煤机截齿失效多传感特征融合模型,完成传感特征融合。建立截齿多传感融合特征样本的模糊隶属度函数模型,按照截齿参数设定变量,获得不同传感特征变量的模糊熵值,线性分析传感融合特征模糊熵值与截齿失效间关系。以截齿失效状态模糊熵值作为基本概率分配函数核,求解将待诊断样本的隶属度函数,对比正常和失效的隶属度特征,实现高效诊断。仿真数据证明:所提方法在空载和正常两种测试情况下的载荷范围诊断误差均在3 N以内,诊断耗时为25 ms。 展开更多
关键词 机械故障诊断 失效诊断 多传感器数据 采煤机截齿 基本概率分配函数 模糊熵值
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反溺水智能穿戴设备的研究进展
2
作者 杨瑞梁 刘重言 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第4期83-94,共12页
针对联合国和我国政府对溺水问题的高度重视,从溺水监测方式、溺水报警方式、溺水救助方式等3个角度全面概述了反溺水智能穿戴设备的研究进展,为反溺水研究提供了必要的基础资料,并比较了不同穿戴位置对救助效果的影响,分析了反溺水智... 针对联合国和我国政府对溺水问题的高度重视,从溺水监测方式、溺水报警方式、溺水救助方式等3个角度全面概述了反溺水智能穿戴设备的研究进展,为反溺水研究提供了必要的基础资料,并比较了不同穿戴位置对救助效果的影响,分析了反溺水智能穿戴设备和基于算法的溺水监测系统的不同。总结得出:采用以心率传感器为主的多类别传感器组合其监测效果最准确;根据不同使用场景选用对应的通信方式能够最大化救援效果;将手动气囊集成到自动气囊设备中,可在溺水救援中提供最好的灵活性。本文为反溺水智能穿戴设备的下一代研发及政策制定提供了思路和方向。 展开更多
关键词 反溺水智能穿戴设备 溺水监测 溺水报警 溺水救助
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体育运动训练中手持式RFID血糖传感器设计
3
作者 邱增成 吴豪 苗凤娟 《齐齐哈尔大学学报(自然科学版)》 2025年第1期22-26,共5页
设计一种手持式RFID血糖传感器,应用于体育运动训练中对运动员的血糖进行实时监测。将RFID电子标签与STM32微处理器嵌入到血糖传感器中,需要采集运动员的血糖数值时,通过线圈激活RFID标签与传感器,经微处理器将传感器的数据写入RFID标... 设计一种手持式RFID血糖传感器,应用于体育运动训练中对运动员的血糖进行实时监测。将RFID电子标签与STM32微处理器嵌入到血糖传感器中,需要采集运动员的血糖数值时,通过线圈激活RFID标签与传感器,经微处理器将传感器的数据写入RFID标签。需要读出血糖数值时,可无线激活并读取传感器标签中保存的运动员血糖数值,并将具体数值显示在OLED液晶屏上和PC端远程数据平台,不需要使用时使整个电路处于修眠状态,极大程度提高了运动员血糖采集的效率,同时实现了无源、低成本、快速检测。 展开更多
关键词 STM32 RFID模块 血糖浓度监测 无线通信 OLED液晶显示 上位机
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基于非倾角示值的钻孔测斜仪校准方法
4
作者 刘正华 张鑫 +3 位作者 苟家宁 夏玉国 宋潇 刘海波 《科技与创新》 2025年第20期90-93,共4页
目前,测斜仪测量输出量一般都为相对竖直轴的倾角或倾角对应的位移示值,可直接参考JJF 1550—2015《钻孔测斜仪校准规范》进行校准。然而,部分非倾角示值的钻孔测斜仪,其输出量不是倾角示值或倾角对应的位移示值,故不能直接进行校准。对... 目前,测斜仪测量输出量一般都为相对竖直轴的倾角或倾角对应的位移示值,可直接参考JJF 1550—2015《钻孔测斜仪校准规范》进行校准。然而,部分非倾角示值的钻孔测斜仪,其输出量不是倾角示值或倾角对应的位移示值,故不能直接进行校准。对此,提出了根据测斜仪敏感轴输出量与倾角之间的函数关系,设计标校方法并进行实验,建立条件方程组,采用最小二乘约束解算出倾角与输出量的换算参数,解决了非倾角示值钻孔测斜仪的量值溯源问题。为保障其在各种安全监测、灾害预警等重要领域应用时量值准确可靠具有重要的支撑作用。 展开更多
关键词 测斜仪 校准 最小二乘 不确定度
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一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统设计 被引量:2
5
作者 张鹏 殷家璇 +1 位作者 陶佰睿 李会 《传感技术学报》 北大核心 2025年第1期75-81,共7页
提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球... 提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球温度计湿度辅助测试定标系统,以及Buck(降压斩波)开关电源和LDO(低压差线性稳压)电路组成的电源电路、恒温电路、气压检测电路、电机驱动电路和输出显示电路等模块的软硬件设计。最后自制GO/ZnO/PCF(氧化石墨烯/氧化锌/植物纤维素薄膜)电阻型湿度传感器,把该电阻型湿度传感器放置在各相对湿度参考标准测试环境中实时记录传感器输出电阻值并对其进行校准测试,经多轮试验和数据处理,运用二分查找算法获取该传感器对应湿度数据。研究结果表明,所设计的校准系统可以将湿度传感器误差控制在±2%RH内,并在标准湿度测试环境中实现10 s内达到90%的稳定响应。此外,经过误差校准后,传感器恢复至新的稳定状态所需的时间不超过30 s。该校准系统具有低成本、简便操作和便携性等显著优势,具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 湿度传感器 校准实验箱 嵌入式系统 PID
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原子层热电堆热流传感器的发展及其应用 被引量:1
6
作者 杨凯 陈曦 +3 位作者 朱涛 陶伯万 赵睿鹏 王辉 《实验流体力学》 北大核心 2025年第2期1-14,共14页
高频脉动热流在高超声速边界层转捩、激波/边界层干扰等气动基础问题的实验研究中非常重要。当前,高频脉动热流测试主要依赖于原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。采用金属有机化学气相沉积技术路线,在优化沉积环... 高频脉动热流在高超声速边界层转捩、激波/边界层干扰等气动基础问题的实验研究中非常重要。当前,高频脉动热流测试主要依赖于原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。采用金属有机化学气相沉积技术路线,在优化沉积环境条件参数的基础上发展了性能更优的ALTP热流传感器。面向传感器小型化、耐高温、柔性等发展需求,通过导电膜连接将多条YBa_(2)Cu_(3)O_(7)-δ(YBCO)薄膜首尾串联,在保持传感器尺寸不变的同时提高灵敏度系数,为传感器小型化奠定了基础;通过替换常规ALTP热流传感器敏感元的热电材料体系,研制了基于La1-xCaxMnO_(3)(LCMO)的耐高温(超过500℃)ALTP热流传感器样件。针对LCMO的能量输运特点,采用半导体材料性能调控方法,以交替串联的方式延长敏感薄膜的有效长度,进而能在有限的传感器感应面上布置更多的敏感薄膜;以表面经特殊处理的金属薄带为基底替换斜切SrTiO_(3)晶片,发展了柔性ALTP热流传感器,便于开展高频脉动热流的密集点测试以及在复杂曲面等位置布放高频脉动热流测点。传感器应用方面,除在激波风洞等实验环境下开展高频脉动热流测试的应用外,针对薄膜热电阻和同轴热电偶标定环节多、测热结果不确定度偏高等问题,讨论了利用ALTP热流传感器在线标定的可行性;针对高超声速低密度风洞中的薄壁量热计、同轴热电偶和红外热图等测热方式易受噪声干扰、不确定度高以及有效时间短等问题,通过风洞实验验证了ALTP热流传感器在高超声速低密度风洞中长时间中低热流测试的可行性,弥补了现有测热手段的不足。 展开更多
关键词 原子层热电堆 热流 标定 柔性 耐高温 高频脉动
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AgNWs-有机硅改性PU柔性薄膜传感器的制备与性能 被引量:1
7
作者 王澳 钱建华 杨晶晶 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期222-230,共9页
为获得高灵敏度、宽频响范围和化学性能良好的柔性传感器,以聚氨酯(PU)柔性薄膜作为基底,用有机硅对其进行改性,将银纳米线(AgNWs)作为电阻材料制备柔性薄膜传感器。采用一步多元醇法合成AgNWs,制备出平均直径约为66.19 nm,平均长度约为... 为获得高灵敏度、宽频响范围和化学性能良好的柔性传感器,以聚氨酯(PU)柔性薄膜作为基底,用有机硅对其进行改性,将银纳米线(AgNWs)作为电阻材料制备柔性薄膜传感器。采用一步多元醇法合成AgNWs,制备出平均直径约为66.19 nm,平均长度约为104.79μm,长径比最高可达到1876的银纳米线。以聚乙二醇和聚丙二醇为混合软段组分,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段组分,用羟烃基双封端聚二甲基硅氧烷进行改性,在最优条件制备聚氨酯乳液和薄膜。再以有机硅改性聚氨酯(Si-PU)薄膜作为柔性基底材料,AgNWs作为电阻材料,组装得到三明治结构的Si-PU柔性薄膜传感器。AgNWs的质量浓度为30 g/L时,所制传感器表面电极附着良好,有较高的灵敏度(GF=21.78),测得方阻最低可达到13.21Ω/sq。 展开更多
关键词 柔性传感器 银纳米线 有机硅 聚氨酯 方块电阻
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基于线型光纤光栅阵列传感的引气管道泄漏监测研究 被引量:1
8
作者 曾川 童杏林 +2 位作者 李泽恺 黄文种 史学锋 《激光技术》 北大核心 2025年第2期271-277,共7页
飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的... 飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的方法设计了光纤光栅阵列参数及封装结构体等,并进行了实验验证与数学分析。结果表明,该传感探头具备一定的应变免疫与振动抵抗能力,感温分辨率0.1 m,定位精度1.0 m,温度测量精度±3℃,工作温度0℃~180℃。此研究结果可替代共晶盐类泄漏探测传感器,为实现远程分布式轻型飞机的引气泄漏温度测量提供了一种新思路。 展开更多
关键词 光纤光学 飞机引气 光纤布喇格光栅 温度传感 分布式阵列传感器 大量程
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超高品质因子微棒腔的制备封装及传感应用
9
作者 赵义轩 李昶 +3 位作者 张璇 潘廷炀 段冰 杨大全 《电子学报》 北大核心 2025年第1期41-50,共10页
作为回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)光学微腔的重要参数之一,超高的品质因子意味着微腔可以在非线性光学、相干光通信以及微波光子学等领域具备更优异的特性,更广阔的应用前景.为了提高微腔的品质因子,本文基于自动化程序控... 作为回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)光学微腔的重要参数之一,超高的品质因子意味着微腔可以在非线性光学、相干光通信以及微波光子学等领域具备更优异的特性,更广阔的应用前景.为了提高微腔的品质因子,本文基于自动化程序控制微腔制备,并优化了抛光以及退火工艺,所制备得到的二氧化硅微棒腔具有超高品质因子、低成本、高效率等特点,品质因子最高可达3×10^(9).基于集成温控的模块化封装方案,提高了微腔耦合系统的抗干扰能力,1 h的频率偏移量可以降低为原来的1/10.超高品质因子带来了超低的非线性效应阈值功率(低至266μW),本文基于微棒腔产生的克尔光频梳进行了传感应用实验,实现了传感灵敏度为8.40 pm/℃,测量范围超过30℃的环境温度多模传感.本文的研究成果为高精度传感、大容量光通信、低阈值激光器等应用提供了强有力的工具. 展开更多
关键词 回音壁模式(WGM) 超高品质因子微腔 自动化制备 微腔封装 光频梳传感
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暗环境下红外目标检测跟踪方法研究
10
作者 刘辉 李明益 +1 位作者 韩立金 刘宝帅 《兵工学报》 北大核心 2025年第8期374-384,共11页
针对暗环境动态特征轮廓模糊、盲区遮挡情况,高效准确地检测跟踪动态目标特征,对灾害救援、搜寻跟踪具有实际意义。为实现暗环境下模糊轮廓特征的有效检测跟踪,提出一种时空关联机制的红外目标实时检测深度学习网络(Spatial Local Dynam... 针对暗环境动态特征轮廓模糊、盲区遮挡情况,高效准确地检测跟踪动态目标特征,对灾害救援、搜寻跟踪具有实际意义。为实现暗环境下模糊轮廓特征的有效检测跟踪,提出一种时空关联机制的红外目标实时检测深度学习网络(Spatial Local Dynamic You Only Look Once Version 8,SLD-YOLOv8),设计非局部自适应Non-local模块和空间通道卷积关联模块,对原YOLOv8网络的瓶颈层Bottleneck CSP进行优化。为有效提取深层空间多尺度表征信息,增加用于小目标检测的160×160检测层和动态检测头,较好地提升暗环境中目标跟踪的边界回归性能,并实时有效地推理出目标特征的相对深度位置信息。实验结果表明,改进后的红外目标检测算法对暗环境下的动态特征检测具有较好的鲁棒性和准确性,其平均精度评估指标mAP_0.5和mAP_0.5:0.95比原模型提高了5.6%和4.5%,证明了新算法对暗环境目标跟踪的有效性。 展开更多
关键词 暗环境 深度学习 注意力机制 目标跟踪检测 非局部域机理 动态检测头
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1920×1080元高灵敏行间转移CCD图像传感器
11
作者 李金 杨洪 +2 位作者 孙晨 熊圆圆 田智文 《半导体光电》 北大核心 2025年第1期10-15,共6页
为解决小像元行间转移电荷耦合器件(ITCCD)的电荷转换灵敏度低以及强光照射下出现的光晕问题,对行间转移CCD器件拓扑结构、像元抗晕结构、片上读出电路以及工艺等技术进行研究,设计并研制了一款高清行间转移CCD图像传感器,器件有效阵列... 为解决小像元行间转移电荷耦合器件(ITCCD)的电荷转换灵敏度低以及强光照射下出现的光晕问题,对行间转移CCD器件拓扑结构、像元抗晕结构、片上读出电路以及工艺等技术进行研究,设计并研制了一款高清行间转移CCD图像传感器,器件有效阵列规模为1 920×1 080元,像素尺寸为7.4μm×7.4μm。测试结果表明,器件突破了1.0μm多晶硅栅长放大器设计及制作技术,器件电荷转换灵敏度可至22.4μV/e^(-),饱和电压输出为1 300 mV。为实现抗晕功能,器件采用了n型埋沟-鞍形p阱-n型衬底纵向抗晕结构,器件抗晕能力达200倍,可满足器件在复杂光照环境下高灵敏成像要求。 展开更多
关键词 电荷转换灵敏度 纵向抗晕 行间转移 电荷耦合器件 CCD图像传感器
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基于高强韧自修复聚氨酯的柔性应变传感器制备及其性能
12
作者 杨光 丁云鹏 +2 位作者 邢任权 唐薪潮 闫静 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第3期31-38,共8页
针对柔性应变传感器在使用中因疲劳或机械损伤而导致的传感性能失效问题,设计了一种基于多重氢键网络的高韧性、自修复聚氨酯,通过将其与导电的氧化锡锑(ATO)纳米纤维复合,获得了具有高稳定性和自修复能力的柔性应变传感器,并系统研究... 针对柔性应变传感器在使用中因疲劳或机械损伤而导致的传感性能失效问题,设计了一种基于多重氢键网络的高韧性、自修复聚氨酯,通过将其与导电的氧化锡锑(ATO)纳米纤维复合,获得了具有高稳定性和自修复能力的柔性应变传感器,并系统研究了其力学性能、传感性能和自修复性能。结果表明:所制备的自修复聚氨酯具有900%的断裂伸长率和8 MPa的拉伸强度;基于此聚氨酯所制备的柔性应变传感器在40%应变范围内拥有高达240的灵敏度和良好的循环稳定性;此外,得益于聚氨酯的动态氢键网络,传感器在受损后通过加热可以完全恢复到初始力学性能和传感性能。 展开更多
关键词 柔性应变传感器 自修复 聚氨酯 韧性
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基于线性和非线性回归算法的湿度传感器校准研究
13
作者 张鹏 殷家璇 陶佰睿 《传感技术学报》 北大核心 2025年第3期421-425,共5页
电阻型湿度传感器在环境监测、农业、工业及家庭应用等领域具有广泛的潜力。由于制造过程、材料特性及环境因素等多重影响,传感器输出数据可能存在误差。提出运用线性回归和非线性回归算法对电阻型湿度传感器进行精确校准,以提升测量结... 电阻型湿度传感器在环境监测、农业、工业及家庭应用等领域具有广泛的潜力。由于制造过程、材料特性及环境因素等多重影响,传感器输出数据可能存在误差。提出运用线性回归和非线性回归算法对电阻型湿度传感器进行精确校准,以提升测量结果的准确性和可靠性。为验证所提方法的有效性,设计并实施一系列校准试验。结果表明,采用这些算法可以显著提高测量精度,并适用于各种类型的电阻型湿度传感器。这为传感器性能优化和误差校正提供了有效方法,有助于推动其技术发展与应用。 展开更多
关键词 湿度传感器 校准算法 线性回归 非线性回归
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新型多方向电磁能量采集器的设计与研究
14
作者 李扬 任伟 +3 位作者 王杰云 雷琪 丁煜恒 王建梅 《机械设计》 北大核心 2025年第10期150-160,共11页
随着电磁能量采集器的广泛应用,常见的在单方向或二维平面内收集能量的方式并不能满足一些复杂的工作环境。文中提出一种多方向电磁能量采集器的结构设计,当采集器在任意方向振动时,可在多个方向上同时产生能量并回收。采用Ansys Maxwel... 随着电磁能量采集器的广泛应用,常见的在单方向或二维平面内收集能量的方式并不能满足一些复杂的工作环境。文中提出一种多方向电磁能量采集器的结构设计,当采集器在任意方向振动时,可在多个方向上同时产生能量并回收。采用Ansys Maxwell软件对该采集器的动子磁体堆中永磁体与间隔铁片的尺寸、动子磁体堆的最佳平衡位置、各通道缠绕线圈的最佳位置及线圈宽度进行了优化;结合优化所得最佳参数制作了试验原型机;通过一系列振动试验测试了多方向电磁能量采集器的能量收集特性。试验结果表明:随着激励强度的提高,采集器电压输出增大,响应频带变宽,且均在11 Hz达到最大值。该研究为采集器在多方向上收集能量提供了一种新思路。 展开更多
关键词 能量采集 低频振动 功率密度 多通道结构
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基于导电液滴逆电润湿效应的传感器应用研究进展
15
作者 冯博冉 袁天林 +3 位作者 恩溪弄 刘富 陈强 李艳 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期6-10,20,共6页
概述导电液滴的逆电润湿(REWOD)效应在传感器方面的研究现状,为REWOD效应在传感器方面的进一步改进提供参考。通过查阅大量的相关文献,表述了液滴REWOD效应的原理,并从包括导电液滴、介电层、疏水层以及外部电路等传感器的各部分进行了... 概述导电液滴的逆电润湿(REWOD)效应在传感器方面的研究现状,为REWOD效应在传感器方面的进一步改进提供参考。通过查阅大量的相关文献,表述了液滴REWOD效应的原理,并从包括导电液滴、介电层、疏水层以及外部电路等传感器的各部分进行了研究情况的分类总结,说明了各部分的改进对于传感器的性能的影响。通过对基于导电液滴REWOD效应的传感器各部分进行综述,阐明了传感器性能的优化方向,说明了基于导电液滴REWOD效应传感器的潜在发展前景。 展开更多
关键词 导电液滴 逆电润湿效应 运动传感器
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小应变灵敏的半互穿低共熔凝胶的制备及在柔性应变传感器中的应用
16
作者 侯丽 戚鹏飞 +2 位作者 王萍 李戎 邢彦军 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期128-137,共10页
将聚乙二醇200(PEG200)作为氢键供体与氯化胆碱(ChCl)氢键受体制备新型低共熔溶剂(CPDES),与丙烯酸(AA)混合后,通过一步原位光聚合法制备半互穿型低共熔凝胶。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱、扫描电镜(SEM)图片、差示扫描量热... 将聚乙二醇200(PEG200)作为氢键供体与氯化胆碱(ChCl)氢键受体制备新型低共熔溶剂(CPDES),与丙烯酸(AA)混合后,通过一步原位光聚合法制备半互穿型低共熔凝胶。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱、扫描电镜(SEM)图片、差示扫描量热(DSC)、应力应变曲线、电化学阻抗和电阻变化率对CPDES及低共熔凝胶的各项性能进行表征。结果表明,基于该半互穿型低共熔凝胶制备的电阻式柔性应变传感器具有小应变高度灵敏性(0~100%,灵敏度G F=3.4),能对不同应变和拉伸速度快速稳定地响应;既可检测手指膝盖等关节较大应变弯曲,也可识别喉咙处的细小变化。该低共熔凝胶具有高度可拉伸性(断裂伸长率1688%)、强自黏附性(对锌的黏附强度为158 MPa)、高透明度(透光率90%)以及良好的循环使用性等,有望用于医疗保健或运动领域的可穿戴柔性设备。 展开更多
关键词 半互穿低共熔凝胶 小应变灵敏 PEG200 柔性应变传感器 自黏附
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高精度MEMS硅陀螺仪接口ASIC设计
17
作者 张欢 陈伟平 +3 位作者 张文博 王一行 付强 尹亮 《遥测遥控》 2025年第3期42-50,共9页
为满足惯性导航、自动驾驶等领域的应用需求,实现微电子机械系统(MEMS)硅陀螺仪向高精度、数字化和微小型化的方向发展,本文基于0.35μm BCD工艺(双极型-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体工艺),采用单芯片集成方式,设计并... 为满足惯性导航、自动驾驶等领域的应用需求,实现微电子机械系统(MEMS)硅陀螺仪向高精度、数字化和微小型化的方向发展,本文基于0.35μm BCD工艺(双极型-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体工艺),采用单芯片集成方式,设计并实现了一款具有数字化输出的MEMS硅陀螺仪接口电路。采用基于噪声自激的闭环驱动方案,使陀螺仪在驱动方向上实现简谐振动。检测电路使用低噪声电容-电压(C/V)转换电路,将检测模态位移信号转换为电压信号。信号处理通过开关相敏解调技术进行精确解调,并结合低通滤波处理,有效抑制系统噪声,从而获得低噪声的模拟角速度输出信号。为了实现硅陀螺角速度的数字化输出,设计了集成的四阶全前馈Sigma-Delta(ΣΔ)模数转换器(ADC),将模拟角速度信号转换为数字信号。芯片测试结果表明:ΣΔ调制器的动态范围达到110 dB,低频噪底约为-120 dB。陀螺整机的量程为±200(°)/s,标度因数为21310 LSB/((°)/s)(最低有效位每度每秒),非线性误差为178×10^(-6),零偏不稳定性为0.259(°)/h,角度随机游走为0.0287(°)/√h(度每平方根小时)。该芯片面积为4.3 mm×4.3 mm。通过采用单片集成的接口ASIC(专用集成电路)替代传统的PCB(印制电路板)板级系统,显著提高了系统集成度,成功满足了MEMS硅陀螺微小型化的需求,推动了其在高精度数字化应用中的发展。 展开更多
关键词 MEMS 硅陀螺仪 接口ASIC ΣΔADC 数字输出
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基于ISSA-BP神经网络的混凝土声发射定位算法 被引量:1
18
作者 黄振宇 郭涛 时英元 《自动化与仪器仪表》 2025年第1期19-23,共5页
针对现阶段声发射技术在混凝土结构健康检测中由于衰减严重而导致的损伤源精度低问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法来优化BP神经网络(ISSA-BP)用于混凝土声发射定位的方法。首先采用BP人工神经网络作为混凝土声发射定位的基础框架,... 针对现阶段声发射技术在混凝土结构健康检测中由于衰减严重而导致的损伤源精度低问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法来优化BP神经网络(ISSA-BP)用于混凝土声发射定位的方法。首先采用BP人工神经网络作为混凝土声发射定位的基础框架,通过对声发射信号进行小波降噪,并将信号的峰值时间,时间差,能量和幅值作为网络的输入参数,然后利用ISSA对BP神经网络的权重和偏置进行优化。为了验证该方法的有效性采用0.5 mm硬度为2H的铅芯进行断铅实验,实验结果表明所提方法算法比传统BP神经网络和麻雀搜索算法(SSA)优化神经网络在混凝土损伤源声发射定位上平均误差分别减少了43.47%、14.02%,最大误差减少了56.52%、4.41%,最小误差减少了42.82%、72.42%,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 ISSA-BP 声发射定位 混凝土 BP神经网络
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基于光纤传感技术的海洋结构冰力传感器研发及应用
19
作者 李伟 呼文佳 +3 位作者 张伟明 贾帅 王欣 张大勇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8571-8582,共12页
因传统的冰力测量方法存在稳定性和可靠性的局限,而光纤传感技术具有高灵敏度和抗干扰能力,研发了一种基于光纤传感技术的冰力传感器,并评估其在海洋结构现场应用中的有效性。基于光纤传感技术的基本原理和冰力传感器的设计要求,详细描... 因传统的冰力测量方法存在稳定性和可靠性的局限,而光纤传感技术具有高灵敏度和抗干扰能力,研发了一种基于光纤传感技术的冰力传感器,并评估其在海洋结构现场应用中的有效性。基于光纤传感技术的基本原理和冰力传感器的设计要求,详细描述了传感器的研究、设计与安装过程,包括弹性元件的设计计算、光纤传感器的选择与布置、以及数据采集系统的构建,以确保满足冰力测量的精度要求,并在渤海北部海域的观测站进行一个冬季现场冰力测量。成功收集并分析现场冰力数据,评估了传感器的实际监测效果。实验结果表明:该系统在实际应用中表现出良好的稳定性和可靠性,所研发的光纤冰力传感器为海洋工程现场的冰力测量提供了新的可靠技术手段,为进一步的结构健康监测研究奠定了基础。 展开更多
关键词 光纤传感技术 冰力传感器 现场冰力测量 极值静冰力
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基于改进遗传算法的六维力传感器解耦方法
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作者 李威 王鹏 +5 位作者 戴裕强 石宇航 赵润芝 张昌明 杨帆 孙茹雪 《传感技术学报》 北大核心 2025年第7期1229-1236,共8页
针对六维力传感器在解耦过程中存在的维间耦合问题,提出了一种基于BP神经网络的优化解耦模型,为提升模型性能,改进遗传算法的适应度值、交叉概率和变异概率,并引入模拟退火算法进行进一步优化,所得的最优解即为最佳解耦策略。基于L型指... 针对六维力传感器在解耦过程中存在的维间耦合问题,提出了一种基于BP神经网络的优化解耦模型,为提升模型性能,改进遗传算法的适应度值、交叉概率和变异概率,并引入模拟退火算法进行进一步优化,所得的最优解即为最佳解耦策略。基于L型指尖六维力和商用应变式平面十字梁六维力传感器的标定数据,分别对改进遗传算法进行验证,结果表明:改进的SA-GA算法在求解速度、收敛性和解耦精度方面显著提升,相较于传统遗传算法,Ⅰ类误差平均降低1.36%,Ⅱ类误差平均降低1.72%。基于机器学习的解耦算法有效减少了耦合误差,显著提升多维力传感器的测量精度,并为传感器优化提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 六维力传感器 解耦研究 神经网络 改进遗传算法
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