【摘 要】
：
航天器力学环境条件的分析与设计是目前制约我国航天器总体设计水平提高的瓶颈技术之一。为了满足航天器宽频带高精度力学环境测量的需要,测量加速度的传感器必须具有更加优良的动态性能,即更宽的带宽和更低的噪声。磁流体动力学（MHD）加速度传感器具有宽频带、低噪声、长寿命,能够在苛刻条件下工作,易实现微型化等综合性能。本文提出了一种MHD新型跑道型流体环式加速度传感器,在理论模型建立,结构参数分析与设计和样机
【基金项目】
：
国家自然科学基金-青年科学基金项目“基于磁流体动力学的宽频带加速度传感器关键问题研究”,项目编号:61903116；
论文部分内容阅读
航天器力学环境条件的分析与设计是目前制约我国航天器总体设计水平提高的瓶颈技术之一。为了满足航天器宽频带高精度力学环境测量的需要,测量加速度的传感器必须具有更加优良的动态性能,即更宽的带宽和更低的噪声。磁流体动力学（MHD）加速度传感器具有宽频带、低噪声、长寿命,能够在苛刻条件下工作,易实现微型化等综合性能。本文提出了一种MHD新型跑道型流体环式加速度传感器,在理论模型建立,结构参数分析与设计和样机测试等方面,进行了如下研究。1.深入研究MHD加速度传感器的工作原理,根据磁流体动力学运动方程、连续性方程和边界条件,建立传感器的输入输出模型。2.根据传感器的工作原理,对比三种设计方案后选择了一种跑道型流体环结构,并通过Fluent软件进行了验证。设计MHD加速度传感器的整体结构,并确定了各零件的材料和尺寸参数,其中重点研究了传感器的磁路结构。通过分割磁场法和Maxwell软件分别对传感器工作磁路进行了分析,结果表明:传感器内部流体工作区域处磁场方向垂直于工作通道,磁感应强度约0.158T。3.加工和装配了所设计的MHD跑道型流体环式加速度传感器原理样机,搭建系统测试平台,进行了幅频特性实验和标度因数实验。结果表明:在测试频段（1Hz～100Hz）内,传感器输出标度约为0.06V/（m/s~2）,传感器非线性度约为4.2%。
其他文献
高精度二维角度测量技术是精密仪器科学的重要研究内容之一。近些年来,随着微纳制造和精密测量技术的发展,测量仪器在几何计量、先进制造、误差检测等领域应用越来越广泛。在数控机床误差检测领域,利用包含二维角度传感器的测量系统检测运动轴的几何误差并进行补偿可以有效提高机床加工精度。目前这些检测系统中的二维测角仪器存在体积大或精度低等问题,因此,研制一种高精度、小型化、低成本的二维角度传感器,应用于机床几何误
窄束X射线激发发光断层成像（X-Ray Luminescence Computed Tomography,XLCT）技术作为一种新型的光学分子功能成像技术,具有空间分辨率高,探测深度较深的优点。该成像技术通过窄束X射线选择性激发成像物体内的磷光纳米粒子产生近红外或可见波段的荧光,并利用灵敏的光子探测装置构建探测阵列实现荧光信号的采集,最后通过准确的逆向重建算法获取成像物体内部的磷光纳米粒子空间分布
睡眠呼吸暂停与低通气综合征（Sleep Apnea Hypopnea Syndrome,SAHS）是一种在睡眠期间普遍发作的、不易被人察觉的慢性睡眠紊乱疾病。该病的主要症状为患者夜间睡眠时因呼吸受阻导致打鼾严重并伴有多次的呼吸表浅或呼吸暂停现象。睡眠多导图（Polysomnography,PSG）是现阶段临床上诊断SAHS的金标准,由于该项检查程序繁杂、成本高昂,因此不能满足大部分患者需求。本文旨
现代医学表明,患者运动功能评估是制定个性化且有效的脑卒中康复方案的重要前提。传统的康复评估方法（如量表）严重依赖医师医术水平,缺乏客观评价参数。近些年来,因惯性测量单元（Inertial measurement unit,IMU）具有价格低、体积小等优势,被广泛用于人体运动姿态检测。本文以脑卒中患者上肢功能评估为目的,设计了 一种面向卒中功能评估的惯性式人体上肢运动姿态检测方法。本研究首先提出了一
大气颗粒物和微塑料污染是人们目前比较关注的两大环境污染问题。为了从源头上对它们进行有效治理,必须对其化学组成展开分析并确定其主要危害因子。环境颗粒物的来源各异,迁徙路径也各不相同,而传统的检测技术通常局限于对大量颗粒物进行检测,难以反映出它们的个体性差异。因此,从单颗粒水平检测它们的组分变得十分必要。虽然人们在单颗粒成分检测方面做出了大量的努力,但是已有的单颗粒检测技术普遍存在前处理过程复杂、信息
红外光谱检测利用物质的红外吸收特征可以实现对物质成分实时、无损检测。其中傅里叶变换红外光谱技术具有多路复用、光通量大等优势,在生物医学领域得到了广泛应用。本文提出了两种可以应用于非均匀傅里叶变换型红外光谱仪的光谱复原方法,通过软件优化的方式提高了非均匀傅里叶变换型红外光谱仪的检测性能,使得红外光谱仪在实际应用中的更加具有实用性与适用性。本文的主要工作内容如下:（1）针对傅里叶变换光谱仪中光程差变化
拉曼光谱作为光谱检测中最常用的快速、无损、准确的检测手段之一,在生物医学检测中发挥着越来越重要的作用。但是拉曼光谱存在信噪比低,光谱分辨率和光通量相互限制的问题,这两个问题还导致拉曼光谱校正模型建立困难。这严重限制了拉曼光谱对微弱信号检测的准确性,降低了拉曼光谱的检测极限,不利于拉曼光谱检测性能的提升。针对以上问题,本文在对拉曼光谱仪的物理原理和拉曼光谱矩阵特性的深入研究下,提出了三种新的方法用于
乳制品作为人体营养摄入的重要来源之一,其质量安全问题直接关系到人体健康。当前,乳品质量安全检测大都依赖传统的实验室检测方法,尚存在费时、费力且费用高等问题,难以适应我国严峻的乳制品安全形势。因此,迫切需要发展新型、高效的乳制品质量安全检测技术。在各种乳品质量安全检测技术中,拉曼光谱技术以其简单、快速、无损等优点,具备良好的应用前景。本文针对乳粉掺假、复原乳识别等多形态乳制品安全检测问题,有机结合拉
乳酸是汗液中一种重要的代谢产物,乳酸检测可以评估人体运动状态,指导训练,提高运动员竞技水平,提高军人身体素质,在全民健身领域全面促进提高国民体质和健康水平。传统的汗液采集与监测多依赖大型设备,无法实现连续、实时的监测。可穿戴式汗液传感器与皮肤直接接触,可以同时收集和检测汗液,它的不断发展使连续汗液检测成为可能。如今大多数可穿戴传感器直接对汗液进行原位检测,这种检测方式不涉及汗液的收集和运输,存在汗
荧光药代动力学层析成像是一种结合了动态扩散荧光层析成像和药代动力学分析方法的新技术。该技术不但可以在体获取在某一时间段下荧光剂的三维、定量分布图像,而且可获取反映荧光剂在生物组织中吸收、代谢的药代动力学参数图像。由于其具有无电离辐射、高灵敏、高特异等性能,在肿瘤检测、分级,药物评估等领域极具应用价值。目前发展的荧光药代动力学层析成像主要有间接方法和直接方法。前者依赖于扩散荧光层析成像对荧光产率值的