石英加速度计电流信号测量系统设计与实现

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以某航天飞行器加速度计电流信号测量项目为背景,对8个十倍程(160 dB)范围内纳安(nA)级微弱电流的测量探讨了三种方法:电流-电压(I-V)线性转换测量,电流-频率(I-F)转换测量,电流-电压(I-V)对数转换测量。提出了I-F转换和高位模/数(A/D)转换的对比模型和I-V对数转换的分辨率转换的对应关系。采用电流-电压(I-V)对数转换测量方法制作6通道采集板卡,经北京东方计量测试研究所测量证明能完成160 dB动态范围,误差小于10%的电流测量。
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在对压力信号的实际检测中,施加压力值的大小,压力的分布范围都是重要的检测数据。以纳米级乙炔炭黑、镀银玻璃微球作为导电填料,107硅橡胶作为基体材料,制备出压敏硅橡胶。以丝网印刷工艺制备出柔性电极阵列。最后,将压敏硅橡胶和柔性电极封装在一起,制备出三明治结构的10×10阵列式压力传感器。结果表明:制备出的柔性传感器尺寸小、密度大、成本低,可以实现压力大小和分布的检测。
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传统的传感器阵列优化通常采用单目标优化,忽略了传感器其他重要因素的影响。提出一种基于遗传量子行为粒子群优化(GA-QPSO)算法的传感器阵列多目标优化研究方法。使用信息熵的概念构造传感器的两个目标函数,在量子化粒子群优化(QPSO)算法中引入遗传算法(GA)中的交叉和变异操作,采用自适应更新二者概率的机制。利用所提算法寻求非支配解集,找到对应最优的传感器组合。实验结果表明:所提算法找到了不同阵列大小下的最优组合集,并且减小了原始阵列的规模。另外相比单目标优化,基于多目标优化场景下算法具有更好的分类精度。经
为了解决有腐蚀性、有粘附性、强酸、强碱等液体的液位测量,设计了一种非接触式液位测量系统。以STM32作为微控制器,将电容式传感器和三轴陀螺仪/加速度传感器分别安装在容器外壁,获取容器的液位数据和姿态数据;然后进行分析和处理,转换为相应的液位值和液体体积;最后将测量参数通过WiFi模块传输给手机进行显示。液位测量系统电路简单,性能可靠,既可以测量液位值,又可以测量液体体积。实验结果表明:设计的非接触
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为了研究了人体通信(HBC)中信号传输检测与通信链路路径长度的关系,在同一人体模型下检测了不同链路的信号传输特性与传输链路路径长度的关系(横向检测分析);考虑到信号在人体表面非直线传播的特性,通过设置对照组,检测了不同身高人体模型下信号发射端传感器和接收传感器位置相对一致的链路,研究了其信道传输特性与通信链路路径长度的关系(纵向检测分析)。通过横向和纵向的比较,说明在HBC频段,路径长度对人体通信信号传输特性有一定影响,即随着传输链路路径长度的增大,信号传输的路径损耗增大。另外,检测表明这种关系在信号非直
针对在三维空间下节点部署网络的能耗问题,在保证k覆盖的条件下,对点部署优化问题进行研究,提出了一种改进的基于能量优化的空间镶嵌节点部署算法。利用截角八面体作为空间镶嵌的子单元进行目标空间的填充,对子单元顶点上部署的传感器节点进行休眠与分阶段唤醒策略,对休眠与唤醒过程中极大概率出现的局部最优情况融入改进后的人工蜂群算法进行改善,最终达到减小能量消耗的效果。
提出了一种仿人手感知的纹理识别及触觉再现方法。采用新型纹理检测装置以仿人手触觉感知方式采集纹理,对采集到的纹理信息进行主成分分析(PCA)降维提取特征,搭建多层感知(MLP)神经网络对6种纹理信号进行分类,识别率高达98.8%。在此基础上,基于采集数据的统计特性,采用正态分布振动模型再现纹理触感,并通过滑动窗口动态修正力学模型,强化局部纹理特征。通过对比实验,所提再现方法在对布料等细腻纹理的再现效果上优于传统基于图像信息的再现方法。
在传统农业有机废弃物固体发酵研究的基础上,结合现代检测技术,建立了基于LabVIEW平台的数据采集、储存、分析系统,实现了对发酵箱内温度、酸碱度、气体环境的实时检测与数据统计,并以直观的数据及图表形式进行显示。操作人员可以方便对发酵箱检测的启动时间进行控制,以及根据数据计算结果调整实验内容及进程。
针对加氢裂化等工业环节中闪蒸压力过程具有的大滞后、非线性等特点,提出一种基于天牛须蜂群算法优化比例-积分-微分(PID)参数的策略对闪蒸罐压力进行控制。采用天牛须搜索算法对人工蜂群(ABC)算法进行改进,通过模拟天牛的搜索和检测行为来确定解的进化方向,避免搜索的随机性,提高常规人工蜂群算法的收敛速度和寻优精度。在天牛须蜂群算法研究基础上,设计天牛须人工蜂群(BABC)-PID控制器对闪蒸罐模型进行控制实验。仿真结果和实验数据表明:天牛须蜂群算法的寻优能力比传统智能算法更强,BABC-PID压力控制器的调整