【摘 要】
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针对低流速下的液体超声多普勒流量信号微弱杂乱、难以测量的问题,提出一种使用多个接收通道采集数据、进行多重互相关运算的处理方法,可以在不改变有用信号特征的前提下滤除噪声干扰,提取有用信号.首先利用FFT谱分析方法测得当前信号的频率范围,然后以合适的时间间隔在多个通道上同时进行数据采集,最后采用多重互相关的方法对数据处理提升信号的信噪比,达到弱信号提取的目的.经仿真和实验验证:在多通道上采集超声多普勒流量信号,使用多重互相关函数的数据处理方法能有效地提高弱强度信号在强背景噪声中的信噪比,对提升和改进超声波多普
【机 构】
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天津工业大学控制科学与工程学院,天津300387;天津工业大学工程训练国家级实验教学示范中心,天津300387;天津工业大学控制科学与工程学院,天津300387;天津可宏振星科技有限公司,天津3001
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针对低流速下的液体超声多普勒流量信号微弱杂乱、难以测量的问题,提出一种使用多个接收通道采集数据、进行多重互相关运算的处理方法,可以在不改变有用信号特征的前提下滤除噪声干扰,提取有用信号.首先利用FFT谱分析方法测得当前信号的频率范围,然后以合适的时间间隔在多个通道上同时进行数据采集,最后采用多重互相关的方法对数据处理提升信号的信噪比,达到弱信号提取的目的.经仿真和实验验证:在多通道上采集超声多普勒流量信号,使用多重互相关函数的数据处理方法能有效地提高弱强度信号在强背景噪声中的信噪比,对提升和改进超声波多普勒流量计的性能有良好效果,有效扩展测量下限.
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为解决普通箔式电阻应变片在高压氢环境中存在应变片脱落、零点漂移和蠕变等问题,设计了一种用于高压氢环境中的专用薄膜应变片,具体制备方式为:利用磁控溅射技术,依次在316L不锈钢基底上镀Cr膜(过渡缓冲层)、AlN膜(绝缘部分)、FeCrAl合金膜(功能层,使用掩模板镀膜为栅丝形状).应变片的测试结果表明:与常规的粘贴型应变片相比,该薄膜应变片消除了在高压氢环境下应变片的零点漂移和蠕变.
高压输电杆塔的倾斜、倒塌会对电网的稳定运行产生巨大的影响.针对目前传统测量技术无法对输电杆塔总体倾斜角度进行测量,本文结合新型传感技术和无线通信技术,提出了基于罗德里格矩阵的输电杆塔总体倾角的测量方法,设计了一种便携式、自动化式输电杆塔倾角检测装置.该装置通过搭建硬件数据采集电路,主控芯片控制激光测距模块和姿态传感模块,获取距离和姿态角数据,建立输电杆塔基座三维坐标模型和基于罗德里格矩阵的杆塔倾斜模型,解算出输电杆塔的整体倾斜角度.实际测量结果表明,该方法可以精确的对输电杆塔倾斜角度进行测量.
为了增强弱光照图像的纹理细节,提升整体的视觉效果,本文提出了一种基于透射先验的弱光照图像增强方法.首先,利用两种透射先验对弱光照图像分别进行独立的透射图估计,从而生成两幅富含不同有效增益的子透射图;然后,将两幅子透射图输入到所搭建的子透射图融合网络中,获得融合后的透射图;最后,将融合后的透射图代入低像素强度图像退化模型中,获得增强后的图像.实验结果证明了本方法在鲁棒性、有效信息增益和视觉效果增强等方面的有效性.
该研究针对拖拉机电液提升设备所用的压磁式力传感器进行了分析,设计了一种双十字轴对称式力传感器.改进传感器励磁磁芯结构并增加励磁磁芯的数量,增大了磁场偏置程度,实现了同时检测两个方向上的作用力,也实现了同时检测多个剪切面上的作用力,更加符合拖拉机电液提升设备的实际使用状况,提高了传感器灵敏度.建立了传感器磁路数学模型,并根据数学模型在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,通过仿真和实验对传感器静态性能进行分析,验证了该传感器不存在因自身结构改进而产生零点漂移现象,得到了不同作用力下的传感器输出特性,
提出一种将相位式空间目标定位机理应用到人工磁信标导航的方法.为提高人工磁信标导航的定位精度,引入相位式测角的思想.实验验证过程中,首先对单个永磁体和组合型永磁体的性能进行对比分析,得出组合体性能更好.然后通过仿真分析出磁力仪在不同方位、姿态情况下测得磁信号的相位信息与方位间的关系,说明了通过测量磁信号进行相位式空间目标定位机理的可行性.最后利用实验仪器进行实际测量,进一步验证了理论的有效性.
针对CMOS图像传感器中传统的列级单斜式ADC在速度方面的不足和两步式ADC在斜坡间切换过程中的非线性问题,论文提出了一种基于时间共享与单区间的高速高精度列并行两步式斜坡ADC架构.采用像素电荷转移阶段的电位识别,实现了不消耗时间的粗量化;采用单区间高精度量化,解决了多斜坡之间的无缝衔接问题.所提出的方法在一款基于55 nm 1P4M工艺的2048×2048规模的CMOS图像传感器芯片中进行了有效性验证,结果表明,在12位分辨率下,该方法相较于传统的两步式结构,行时间可以压缩到500 ns,DNL和INL
传统压阻式压力传感器中仿真得到的压敏电阻应力值处理方式是取其中心点或截线上的平均值,忽视了压敏电阻应力值的垂直变化以及非线性,在微压传感器设计中这会严重影响设计精度.针对上述问题,提出一种分层截面积分的方法来对整体应力值进行处理.通过控制对高度方向的网格划分得到不同Z坐标下压敏电阻截面应力分布;采用基于最小二乘法的多项式拟合方式对不同Z坐标下的X、Y坐标与应力值进行方程拟合,积分得到不同Z坐标下压敏电阻的平均应力,再对Z坐标与拟合计算的平均应力进行二次拟合,积分算出该压力下压敏电阻的整体平均应力值.结果表
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针对三轴磁传感器的转向差校准,本文提出基于高斯过程回归的误差补偿方法,在均匀磁场环境下多次旋转得到磁测数据,通过高斯过程回归拟合传感器磁测数据与真实磁场之间的映射关系,完成三轴磁传感器的校正.仿真和实验结果均证明该算法对小样本数据具有良好的校正效果,同时分析对比了几种常见核函数对校正性能的影响,进一步验证高斯过程回归法对磁传感器校正的有效性,将磁测数据的最大峰峰值误差从1168.44 nT降低到2.75 nT,显著降低了三轴磁传感器的测量误差.