高精度椭圆阵列电流传感器误差优化算法研究 被引量：2

1

作者 沈悦 陆佳嘉 +2 位作者 唐玥 权硕 褚子扬 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第2期39-43,共5页

为了减小由于矩形导体偏心和倾斜导致的传感器测量误差,实现电流高精度测量,提出一种基于灰狼优化(GWO)算法优化反向传播(BP)神经网络的椭圆阵列霍尔电流传感器误差优化方案。首先,基于三维磁场模型确定导体偏心参数和倾斜参数,并进行... 为了减小由于矩形导体偏心和倾斜导致的传感器测量误差,实现电流高精度测量,提出一种基于灰狼优化(GWO)算法优化反向传播(BP)神经网络的椭圆阵列霍尔电流传感器误差优化方案。首先,基于三维磁场模型确定导体偏心参数和倾斜参数,并进行电流反演,得出电流积分模型;然后,使用BP神经网络估计导体参数,并引入GWO算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建导体状态参数估计模型,实现偏心与倾斜误差优化;最后,搭建实验平台,对本文提出的误差优化方案进行验证。实验结果表明:本文提出误差优化方案能够精确估计导体状态参数,进而有效减小偏心误差和倾斜误差,导体X向偏心产生的电流误差减小65.07%,Y向偏心产生的电流误差减小45.74%,偏离Z轴产生的倾斜电流误差减小76.15%。 展开更多

关键词 椭圆阵列传感器 矩形导体 偏心误差 倾斜误差 灰狼优化算法 反向传播神经网络

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矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量与缺陷定量评估 被引量：21

2

作者 何赟泽 罗飞路 +2 位作者 胡祥超 刘波 高军哲 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期347-351,共5页

脉冲涡流是一种有效的电磁无损检测技术。基于脉冲涡流检测原理设计了脉冲涡流检测系统,并对矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量进行了研究。分别在传感器的不同走向下,使用三维检测传感器获得了三维磁场量的Bx、By与Bz曲线。在传感器的不... 脉冲涡流是一种有效的电磁无损检测技术。基于脉冲涡流检测原理设计了脉冲涡流检测系统,并对矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量进行了研究。分别在传感器的不同走向下,使用三维检测传感器获得了三维磁场量的Bx、By与Bz曲线。在传感器的不同走向下,提出使用三维蝶形图对缺陷进行检测识别。对三维信号进行特征分析后,分别在不同走向下,通过Bz曲线评估缺陷的深度。通过By与Bz曲线的特征可以测量缺陷的长度。为进一步实现飞机机身缺陷的成像检测提供了有价值的参考。 展开更多

关键词 脉冲涡流 矩形传感器 三维磁场测量 三维蝶形图 定量评估

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运用矩形压电片的冲击载荷定位新方法 被引量：12

3

作者 刘建 裘进浩 +2 位作者 常伟杰 季宏丽 朱孔军 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期257-259,共3页

为了更加方便、精确地进行结构冲击载荷定位,利用应变花的原理,通过矩形压电片传感的方向性试验,提出了一种基于矩形压电片花形结构的冲击载荷定位新方法——相对幅值法。该法只需知道压电片的响应幅值,1个压电片花形结构确定1个冲击载... 为了更加方便、精确地进行结构冲击载荷定位,利用应变花的原理,通过矩形压电片传感的方向性试验,提出了一种基于矩形压电片花形结构的冲击载荷定位新方法——相对幅值法。该法只需知道压电片的响应幅值,1个压电片花形结构确定1个冲击载荷的方向,因此通过2个花形结构就可以确定冲击载荷的位置。在铝板中进行了验证试验,理论计算和实际冲击点的平均误差为3.6 cm,识别精度能满足工程实际要求。 展开更多

关键词 矩形压电片 冲击载荷 定位 健康监测

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基于有限元仿真电涡流传感器的结构优化 被引量：22

4

作者 周海婷 厚康 +2 位作者 潘红良 陈建钧 王庆明 《电子测量技术》 2016年第7期15-19,共5页

传感器性能受线圈形状及其几何参数影响。为优化传感器性能,运用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型。通过有限元数值仿真分析,研究了传感器的结构,优化并实验验证了有限元模型的合理性。通过有限元仿真分析发现双正交矩形柱型传... 传感器性能受线圈形状及其几何参数影响。为优化传感器性能,运用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型。通过有限元数值仿真分析,研究了传感器的结构,优化并实验验证了有限元模型的合理性。通过有限元仿真分析发现双正交矩形柱型传感器比单正交矩形柱型传感器具有更高的检测灵敏度。此外,进一步研究分析了在线圈匝数密度不变情况下,双正交矩形柱型传感器辅助线圈厚度、外形状系数、内形状系数、激励电流、外形状比例系数对其检测灵敏度的影响,为合理选择线圈参数提高传感器性能提供参考。 展开更多

关键词 涡流检测 双正交矩形柱型传感器 辅助线圈 几何参数

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波导内置硅块对高功率太赫兹脉冲的响应 被引量：4

5

作者 王雪锋 王建国 +3 位作者 王光强 童长江 李爽 李勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期455-460,共6页

利用三维电磁场时域有限差分法,对0.3～0.4THz高功率太赫兹脉冲作用下置于矩形波导内部宽边中心的n型硅块响应规律进行了研究。通过对置入硅块前后矩形波导内电磁场分布、电压驻波比及硅块内平均电场的模拟分析,得出硅块几何尺寸和电阻... 利用三维电磁场时域有限差分法,对0.3～0.4THz高功率太赫兹脉冲作用下置于矩形波导内部宽边中心的n型硅块响应规律进行了研究。通过对置入硅块前后矩形波导内电磁场分布、电压驻波比及硅块内平均电场的模拟分析,得出硅块几何尺寸和电阻率对上述物理量的响应规律,硅块长、宽、高和电阻率均会对波导内电压驻波系数产生影响,其中以高度影响最为明显;硅块内平均电场在低频段和高频段单调性不一致。最后,在优化硅块长、宽、高及电阻率的基础上,给出了一种可用于该频段高功率太赫兹脉冲直接测量的电阻探测器芯片设计方案,其相对灵敏度约为0.509kW-1,幅度波动不超过14%,电压驻波比不大于1.34。 展开更多

关键词 高功率 太赫兹 矩形波导 电阻探测器 测量

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低功耗缩进式电磁流量传感器磁路结构优化设计 被引量：6

6

作者 梁利平 葛玉石 +3 位作者 徐科军 杨双龙 许伟 吴建平 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期26-33,共8页

低功耗缩进式电磁流量传感器在市政供水领域应用广泛,它的励磁磁路结构设计是提升传感器测量性能的重要环节。为了优化磁路结构、增强相同励磁条件的感应电动势值,首先对传感器的磁路结构和测量原理进行了理论分析,研究不同磁轭尺寸、... 低功耗缩进式电磁流量传感器在市政供水领域应用广泛,它的励磁磁路结构设计是提升传感器测量性能的重要环节。为了优化磁路结构、增强相同励磁条件的感应电动势值,首先对传感器的磁路结构和测量原理进行了理论分析,研究不同磁轭尺寸、铁芯尺寸和极板尺寸对感应电动势的影响。然后,以感应电动势数值为评价指标,获得低功耗缩进式电磁流量传感器磁路结构的优化参数。最后,搭建实验平台,使用优化磁路参数制作测量系统,与非优化磁路系统进行对比。结果表明,在小流速0.009～0.023 m/s时,优化磁路系统的测量误差优于±0.6%,非优化磁路系统的测量误差约为±2.5%。所以,磁路结构有效可靠。 展开更多

关键词 电磁流量传感器 矩形缩进管道 磁路 结构

原文传递

一种新型的混合平面结构电导率传感器的设计与实现 被引量：5

7

作者 喻嵘 王玉皞 +2 位作者 王晓磊 周军乐 王艳庆 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1614-1618,共5页

基于水体-电极系统的机理分析,设计并实现了一种新型的电导率传感器。传感器采用平面矩形线圈与叉指电极混合结构。通过搭建自动化实验平台,采用交流阻抗技术,对研制的传感器进行实测,以获得传感器在不同溶液、不同频率信号激励下的阻... 基于水体-电极系统的机理分析,设计并实现了一种新型的电导率传感器。传感器采用平面矩形线圈与叉指电极混合结构。通过搭建自动化实验平台,采用交流阻抗技术,对研制的传感器进行实测,以获得传感器在不同溶液、不同频率信号激励下的阻抗数据。经过与商用电导率传感器进行数据拟合,找出了阻抗数据与电导率之间的函数关系。实验证明,该电导率传感器是一种灵敏度高、稳定性强的测量工具,其测量精度达到了商用传感器标准,为水溶液电导率的测量提供了一个低成本的解决方案。 展开更多

关键词 电导率传感器 矩形线圈 叉指电极 交流阻抗技术 数据拟合

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矩形压电片对Lamb波传感的方向性研究 被引量：2

8

作者 陈西府 刘建 +1 位作者 周海 葛友华 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第9期107-109,共3页

矩形压电片被广泛用作超声Lamb波的传感器与驱动器。理论推导了矩形压电片对Lamb波(A_0模式)的传感灵敏度系数的函数表达式,同时对推导结果进行了实验验证。研究结果表明矩形压电片对Lamb波的传感具有很强的方向性。当Lamb波传播方向沿... 矩形压电片被广泛用作超声Lamb波的传感器与驱动器。理论推导了矩形压电片对Lamb波(A_0模式)的传感灵敏度系数的函数表达式,同时对推导结果进行了实验验证。研究结果表明矩形压电片对Lamb波的传感具有很强的方向性。当Lamb波传播方向沿着矩形压电片长度方向时,矩形压电片传感响应电压最大。随着Lamb波入射角度的增大,响应电压幅值越来越小,当入射方向与矩形压电片长度方向垂直时,响应幅值达到最小。 展开更多

关键词 矩形压电片 LAMB波 方向性 结构健康监测

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基于LabVIEW平台的新型二维微位移传感器设计 被引量：17

9

作者 周国全 孙东振 彭获然 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期607-612,共6页

基于矩形谐振腔的光学等倾干涉原理,设计了一种新型的二维微位移传感器系统,该系统通过电耦合器件(CCD)技术对等倾干涉产生的周期性干涉条纹进行光电转换,然后将电信号导入信号处理系统进行采集与存储,最后由串行通信发送至计算机,在Lab... 基于矩形谐振腔的光学等倾干涉原理,设计了一种新型的二维微位移传感器系统,该系统通过电耦合器件(CCD)技术对等倾干涉产生的周期性干涉条纹进行光电转换,然后将电信号导入信号处理系统进行采集与存储,最后由串行通信发送至计算机,在Lab VIEW平台进行实时的监测。仿真实验结果显示,系统测量精度可以达到1μm^0.1μm.该系统采用矩形腔等倾干涉和F-P干涉相结合的方法,结构简单,成本低廉,且能够同时对二维微位移进行精确测量,可以应用于水利工程检测维护,大型建筑安全监测、精密加工中的实时控制等很多方面。 展开更多

关键词 位移传感 矩形干涉腔 光学干涉 等倾干涉 电耦合器件(CCD) LAB VIEW 二维微位移

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空间长条形反射镜背部三支撑点的设置 被引量：13

10

作者 朱俊青 沙巍 +2 位作者 陈长征 张星祥 任建岳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2562-2569,共8页

采用背部三点支撑方式的空间光学遥感器长条形反射镜目前尚无普遍适用的支撑点设置方法,只能对某一确定尺寸和长宽比的反射镜进行专门设计。本文提出了基于规则模型的、以参数化模型为核心的集成参数化设计方法,并建立了长条形实体反射... 采用背部三点支撑方式的空间光学遥感器长条形反射镜目前尚无普遍适用的支撑点设置方法,只能对某一确定尺寸和长宽比的反射镜进行专门设计。本文提出了基于规则模型的、以参数化模型为核心的集成参数化设计方法,并建立了长条形实体反射镜背部三点支撑集成参数化模型。在集成环境中通过试验设计、响应面分析等方法对设计参数进行了分析和优化,结果表明在轴向重力工况,镜面面形峰谷(PV)值优于λ/10(λ=632.5nm)的设计要求下,长条形碳化硅反射镜背部三点支撑的最大适用尺寸为1m。文中给出了最优支撑点布置,并确定了厚径比最优为1/10。最后,对集成参数化分析方法进行了精度分析,结果显示该方法整体误差为6.13%。提出的方法确定了空间长条镜背部三点支撑的适用范围,提供了支撑点最佳布置,为空间相机不同尺寸要求的长条镜设计打下了基础。 展开更多

关键词 空间光学遥感器 空间反射镜 长条形反射镜 参数化设计 集成优化 背部支撑

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基于正四棱锥形六元声阵列被动定位的研究 被引量：3

11

作者 刘泳锐 刘文怡 甄成方 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期252-256,共5页

声音无线传感器网络节点利用到达时间差(TDOA)原理进行声音目标定位,提出了一种正四棱锥形六元声音阵列定位模型。推导出了目标空间定位计算公式,应用广义互相关算法对时延进行估计。同时对模型误差进行了分析。最后通过仿真实验,可以... 声音无线传感器网络节点利用到达时间差(TDOA)原理进行声音目标定位,提出了一种正四棱锥形六元声音阵列定位模型。推导出了目标空间定位计算公式,应用广义互相关算法对时延进行估计。同时对模型误差进行了分析。最后通过仿真实验,可以对目标进行有效定位,定位误差小。 展开更多

关键词 无线传感器网络节点 被动声定位 六元正四棱锥 误差分析

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脉冲涡流矩形传感器的多维信号特征分析与缺陷识别 被引量：8

12

作者 何赟泽 罗飞路 +2 位作者 胡祥超 刘波 高军哲 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期680-683,共4页

脉冲涡流是一种可以对飞机结构中缺陷进行有效检测的电磁无损检测技术。本文设计了三维检测传感器,并对矩形激励传感器中的多维检测信号进行了研究。分别在传感器不同扫描方向下,对三维检测传感器的Bx、By与Bz曲线进行了特征分析。实验... 脉冲涡流是一种可以对飞机结构中缺陷进行有效检测的电磁无损检测技术。本文设计了三维检测传感器,并对矩形激励传感器中的多维检测信号进行了研究。分别在传感器不同扫描方向下,对三维检测传感器的Bx、By与Bz曲线进行了特征分析。实验证明取其中任意两路信号都可构成蝶形图,可以有效地实现缺陷的判别。对检测信号进行特征分析后,不仅可以判断缺陷的有无,还可以评估缺陷的长度,深度等信息,为进一步实现飞机机身缺陷的定量检测提供了有价值的参考。脉冲涡流技术将会在航空无损检测领域发挥重大的作用。 展开更多

关键词 电磁无损检测 脉冲涡流 矩形激励线圈 多维传感器 缺陷识别

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微型FAIMS生化传感器的设计与制作 被引量：3

13

作者 李华 唐飞 +2 位作者 王晓浩 林镇翔 张亮 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2010年第6期516-520,共5页

根据高场非对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)原理,设计了一种微型生化传感器.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行电离,紫外灯发射的光子能量为10.6 eV,波长116.5 nm.迁... 根据高场非对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)原理,设计了一种微型生化传感器.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行电离,紫外灯发射的光子能量为10.6 eV,波长116.5 nm.迁移区由上下两块紫铜金属平板电极构成,尺寸为10 mm×10 mm×1 mm.完成了高场非对称方波电源的设计,所输出的射频电压最大值为1 180 V,最小值为-480 V,频率189 kHz,占空比30%.以丙酮为实验样品,通过高场非对称波形离子迁移谱-质谱联用技术进行传感器的性能验证实验,实验结果表明所设计的基于FAIMS原理的生化传感器可以实现离子分离和过滤功能.基于SIMION软件对FAIMS生化传感器进行仿真分析,仿真与实验结果相符.最后利用硅片双面感应耦合等离子体(inductively coupled plasma,ICP)刻蚀和硅-玻璃键合工艺,加工出基于微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)技术的微型FAIMS传感器芯片.采用频率2 MHz、最大电压364 V、占空比30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.载气流速80 L/h,补偿电压从-10 V～3 V以0.1 V的步长扫描,得到了丙酮的FAIMS谱图,验证了芯片的性能. 展开更多

关键词 FAIMS 生化传感器 高场非对称方波 SIMION 微机电系统(MEMS)

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基于矩形阵列的非接触式电流传感器优化设计研究 被引量：6

14

作者 谢志远 杨添驿 王力崇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第12期7-12,共6页

针对大电流直流铜排电流测量,提出了一种基于矩形阵列的非接触式电流测量方法,该方法在保证测量精度的同时,很好地简化了铜排电流的测量。对测量方法及原理进行了详细阐述,并提出了一种能自动反馈调整的去偏心误差方法。利用有限元分析... 针对大电流直流铜排电流测量,提出了一种基于矩形阵列的非接触式电流测量方法,该方法在保证测量精度的同时,很好地简化了铜排电流的测量。对测量方法及原理进行了详细阐述,并提出了一种能自动反馈调整的去偏心误差方法。利用有限元分析法对铜排的磁场分布进行了仿真。并对去偏心误差方法及电流测量方法进行了仿真验证,仿真结果证明电流测量方法能够有效地测出铜排电流,且去偏心误差方法很好地降低了偏心误差的影响,进一步提高了电流测量精度。 展开更多

关键词 霍尔电流传感器 矩形阵列 铜排电流测量 铜排偏心误差

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基于塑料光纤和棱镜结构的光纤式转速传感器 被引量：5

15

作者 赵呈锐 金晓峰 +1 位作者 倪大成 王飞 《重庆邮电大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2016年第3期383-388,共6页

介绍了一种基于塑料光纤和棱镜结构的光纤式转速传感器,以提高机车轴端速度传感器的绝缘耐压等级和抗电磁干扰能力。传感器使用塑料光纤,以提高耐振动性能,并降低成本;在每个通道中使用2片直角棱镜以减小传感器体积;在一个模块中集成多... 介绍了一种基于塑料光纤和棱镜结构的光纤式转速传感器,以提高机车轴端速度传感器的绝缘耐压等级和抗电磁干扰能力。传感器使用塑料光纤,以提高耐振动性能,并降低成本;在每个通道中使用2片直角棱镜以减小传感器体积;在一个模块中集成多组光纤,通过控制光缝的位置误差来控制通道之间的相位差,以简化制造工艺。试验结果表明,该传感器的测量性能满足要求,耐压等级被提高到10 000 V以上。 展开更多

关键词 机车 转速测量 光纤传感器 码盘 直角棱镜 塑料光纤

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基于矩形分区覆盖的节点确定部署策略 被引量：12

16

作者 胡照鹏 张长森 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期411-414,共4页

针对井下无线传感器网络k(k=2)重覆盖问题,提出一种基于矩形分区覆盖的节点确定部署策略。采用矩形分区覆盖部署方式,在只给出网络规模和节点感应半径的条件下,求出网络所需最少节点个数和节点间距。理论分析和仿真实验表明,该策略不仅... 针对井下无线传感器网络k(k=2)重覆盖问题,提出一种基于矩形分区覆盖的节点确定部署策略。采用矩形分区覆盖部署方式,在只给出网络规模和节点感应半径的条件下,求出网络所需最少节点个数和节点间距。理论分析和仿真实验表明,该策略不仅能够满足井下无线传感器网络的覆盖度要求,而且比等腰三角形分区覆盖部署和线形部署节省约7%的节点数目,网络平均路由跳数约为等腰三角形部署和线形部署的1/2。 展开更多

关键词 无线传感器网络 节点部署 矩形分区覆盖 k重覆盖 路由跳数

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用于检测机械设备疲劳裂纹的传感器设计

17

作者 刘正平 陈朝晖 何柏林 《煤矿机械》 北大核心 2013年第6期16-18,共3页

对机械设备进行安检时,只需做定性分析。以传感器的灵敏度作为第一要素设计一种电涡流传感器,从理论推导出矩形线圈对称轴上任一点的磁场分布,提出线圈边长比的概念。分析了矩形线圈边长比对灵敏度、线性范围的影响。得出矩形线圈横截... 对机械设备进行安检时,只需做定性分析。以传感器的灵敏度作为第一要素设计一种电涡流传感器,从理论推导出矩形线圈对称轴上任一点的磁场分布,提出线圈边长比的概念。分析了矩形线圈边长比对灵敏度、线性范围的影响。得出矩形线圈横截面合适的尺寸。 展开更多

关键词 煤矿机械 矩形传感器 几何参数 灵敏度

原文传递

基于哈特曼传感器的角锥棱镜误差测量 被引量：1

18

作者 张金业 李松 +1 位作者 周辉 郑国兴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2227-2230,共4页

使用哈特曼-夏克波前传感器同时检测角锥棱镜角度误差和面形误差.对检测原理、实验装置及检测过程做了详细的描述,并用最小二乘法对数据进行处理.实验结果表明,用哈特曼法能够高准确度、全面检测角锥棱镜误差.

关键词 角锥棱镜 直角误差 面形误差 哈特曼传感器 最小二乘

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矩形立体仓库环境监测的WSN节点三维部署研究 被引量：1

19

作者 王璐超 刘军 《物流技术》 2010年第21期128-129,共2页

将无线传感器网络应用在仓库环境监测时,实际可行的节点部署方案比较匮乏。针对普遍使用的矩形立体仓库,提出一种对仓库进行三维网格有限剖分后来部署节点,达到对整个仓库单重完全覆盖目的的部署方案,为无线传感器网络在仓储监测系统中... 将无线传感器网络应用在仓库环境监测时,实际可行的节点部署方案比较匮乏。针对普遍使用的矩形立体仓库,提出一种对仓库进行三维网格有限剖分后来部署节点,达到对整个仓库单重完全覆盖目的的部署方案,为无线传感器网络在仓储监测系统中的工程应用提供了有效可行的节点部署方案。 展开更多

关键词 矩形立体仓库 无线传感器网络 节点部署 网格

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双E型弹性体六维力传感器矩形梁Kalman滤波研究 被引量：3

20

作者 朱文超 许德章 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第6期909-912,共4页

双E型弹性体六维力传感器采用组合梁结构对空间6个方向的力和力矩信息进行探测,但其输出信号中不可避免地混合了噪声信号,譬如:电阻应变片通过电流后产生的热噪声,放大电路中电磁元件干扰,高温下弹性体蠕变产生的干扰等,严重地影响传感... 双E型弹性体六维力传感器采用组合梁结构对空间6个方向的力和力矩信息进行探测,但其输出信号中不可避免地混合了噪声信号,譬如:电阻应变片通过电流后产生的热噪声,放大电路中电磁元件干扰,高温下弹性体蠕变产生的干扰等,严重地影响传感器的测量精度。为了有效地滤除系统量测噪声,提高传感器分辨率,以六维力传感器矩形梁为研究对象,根据正弦激励力响应与应变之间的关系,构建了系统量测方程。基于时间序列分析法,设计了有色系统干扰白化滤波器,建立了有色噪声系统状态空间模型,推导出有色噪声Kalman滤波公式。实例表明:滤波效果明显,稳定性强,减小了实际的滤波误差,有效地提高滤波精度。 展开更多

关键词 双E型弹性体 六维力传感器 矩形梁 有色噪声 KALMAN滤波

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