检索结果-内蒙古大学图书馆

传感技术学报 2023年第7期36卷 1159-1164页

作者：冯其云高利霞张可劼李晨中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中国燃气涡轮研究院(AECC) 四川成都610500

航空发动机长期疲劳运行引起的轴承故障是造成发动机空中停车的重要原因,严重影响飞行安全。为了实现发动机轴承在恶劣环境下转速信号的实时精准测量,提出了一种基于阻抗匹配的轴承转速无线测量方法,并搭建了对应的平台进行测试,验证了... 详细信息

航空发动机长期疲劳运行引起的轴承故障是造成发动机空中停车的重要原因,严重影响飞行安全。为了实现发动机轴承在恶劣环境下转速信号的实时精准测量,提出了一种基于阻抗匹配的轴承转速无线测量方法,并搭建了对应的平台进行测试,验证了该方法应用于轴承内圈转速无线测试的可靠性和准确性。天线随轴承转动与轴承发生周期性耦合,耦合信号无线传输至天线端后经检测电路板以周期性电压的形式输出并显示在示波器上,通过分析输出电压波形的周期,可以计算出轴承转速,进而实现轴承转速的无线测量。测量结果表明,在0~2600 rpm转速范围内,转速测量的相对误差保持在1%以内。

关键词：轴承转速无线测量高转速阻抗匹配高精度

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磁谐振式无线电能传输系统线圈结构优化

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电源学报 2025年

作者：马铱辰马宏帅张鹏辉张磊樊磊谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室省部共建动态测试技术国家重点实验室

磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）作为一种新型电子技术，因其灵活性好，抗干扰能力强等优点，在电磁感应，小功率电子设备上有广泛应用。然而，磁耦合谐振式无线电能传输系统仍存在多个方面亟待优化，例如采用印刷螺旋线圈（PSC）... 详细信息

磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）作为一种新型电子技术，因其灵活性好，抗干扰能力强等优点，在电磁感应，小功率电子设备上有广泛应用。然而，磁耦合谐振式无线电能传输系统仍存在多个方面亟待优化，例如采用印刷螺旋线圈（PSC）时导致传输效率低的问题。针对该问题，基于传统的线圈结构，设计了一种在同等条件下内阻值小，自感值大的网状结构的PSC，通过与传统结构线圈在相同频率下的自感，内阻，品质因数仿真与实物测试对比，并搭建SS型拓扑结构的无线充电电路模型进行测试，根据实验验证及仿真数据加以表明：在传输频率达到500kHz时，网状线圈的品质因数较传统形状线圈提升了12.1%。在相同负载条件下，随着传输距离的增大，网状结构线圈的传输效率较传统结构线圈提升约2.6%。

关键词：无线电能传输 PCB线圈传输效率

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基于爆炸丝的空气冲击波特性及重复性研究

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自动化与仪器仪表 2025年第4期 10-15页

作者：王浩宇王玉王浩先王文廉中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

爆炸冲击波可用于多个工业和国防领域,包括爆炸力学、材料加工、检测分析、传感及仪器等研究。常用的爆炸冲击波实验对环境、爆炸物、起爆、实验成本等方面要求较高,难以进行大量的重复性实验。为获得一种相对安全和低成本的实验方法,... 详细信息

爆炸冲击波可用于多个工业和国防领域,包括爆炸力学、材料加工、检测分析、传感及仪器等研究。常用的爆炸冲击波实验对环境、爆炸物、起爆、实验成本等方面要求较高,难以进行大量的重复性实验。为获得一种相对安全和低成本的实验方法,研究基于爆炸丝的爆炸冲击波实验系统。系统以铜丝为爆炸丝,开展了放电电压12 kV~17 kV、铜丝直径0.15 mm~0.35 mm、铜丝长度5 cm~16 cm以及在爆炸丝添加黑火药时的爆炸特性实验。通过冲击波曲线对比分析结果表明。相比于化学爆炸,爆炸丝的力学效应更加可控,在系统放电电压为17 kV,爆炸丝直径为0.2 mm、长度为10 cm情况下,冲击波超压峰值重复性误差为7.62%。

关键词：爆炸试验冲击波爆炸丝超压峰值

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基于Vivado HLS的视频流实时双边滤波算法设计

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舰船电子工程 2025年第2期45卷 113-118,177页

作者：姜冬瑞张锐浩武靖赵富成张会新中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

由于CMOS工艺的限制,图像传感器输出的原始数据往往带有噪声,需要进行滤波处理。双边滤波算法在图像降噪的同时也可以一定程度上保持边缘细节。效果优于均值滤波、高斯滤波等降噪算法。但是由于双边滤波的权重不仅考虑了窗口内像素的位... 详细信息

由于CMOS工艺的限制,图像传感器输出的原始数据往往带有噪声,需要进行滤波处理。双边滤波算法在图像降噪的同时也可以一定程度上保持边缘细节。效果优于均值滤波、高斯滤波等降噪算法。但是由于双边滤波的权重不仅考虑了窗口内像素的位置对中心像素的影响,还考虑了像素范围域中的辐射差异,导致算法的计算复杂度相对较高,对视频显示处理等高实时应用带来严峻挑战。针对此问题,该设计以Xilnx公司的Zynq系列ARM+FPGA异构SoC作为实现平台,充分发挥异构SoC的架构优势进行算法的加速设计,使用Vivado HLS进行接口为AXI4-Stream的双边滤波处理算法IP核的开发。在Zynq7020平台,时钟频率50 M,处理400^(*)400@30 fps的OV6946内窥镜摄像头输出的视频流,延时约为3.7 ms,实时性较高,并且在保留细节的同时较好地实现了去噪效果。

关键词： FPGA 图像降噪 Zynq Vivado HLS 视频图像处理

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基于改进YOLOv5的无人机航拍车辆检测算法

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计算机测量与控制 2025年第4期33卷 48-56,66页

作者：相雨涛李博万涛中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对目前无人机航拍车辆检测中存在背景环境复杂、目标较小和计算复杂会造成漏检误检等问题,提出了一种改进YOLOv5的无人机车辆检测算法YOLOv5-R;采用轻量化模块GhostNetV2对主干网络进行更改,作为模型的主干特征提取网络,在缓解网络冗... 详细信息

针对目前无人机航拍车辆检测中存在背景环境复杂、目标较小和计算复杂会造成漏检误检等问题,提出了一种改进YOLOv5的无人机车辆检测算法YOLOv5-R;采用轻量化模块GhostNetV2对主干网络进行更改,作为模型的主干特征提取网络,在缓解网络冗余的同时提高模型的检测速度;在主干网络中引入坐标注意力CA模块,增强模型对目标车辆检测的特征表达能力,从而提升模型在复杂背景下的检测精度;颈部引入加权双向特征金字塔网络BiFPN,增强模型的多尺度特征表达和融合能力,提升对小目标的检测精度;最后将原始的头部替换为动态检测头DyHead,通过大小、任务和空间感知的三者统一,进一步提高模型检测性能;实验结果表明,与原有的算法相比,改进YOLOv5算法的准确率和平均精确度分别提高了6.5%和5.1%,且算法检测速度达到99.7 FPS,满足检测实时性的要求,与其他主流模型相比,该模型在公开数据集上有更好的检测效果,验证了其可行性和有效性。

关键词：车辆检测 YOLOv5 轻量化坐标注意力检测头

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一种改进YOLOv5的轻量化垃圾检测算法

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计算机测量与控制 2025年第1期33卷 20-28页

作者：万涛李博相雨涛中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

生活垃圾及其危害已引起人们的关注,而机器人与目标检测技术的发展为生活垃圾的自动化处理带来了可能性;针对目前生活垃圾检测算法在背景复杂、目标尺寸多样的情况下检测精度低,模型参数量大,深度学习检测算法综合性能不平衡以及在嵌入... 详细信息

生活垃圾及其危害已引起人们的关注,而机器人与目标检测技术的发展为生活垃圾的自动化处理带来了可能性;针对目前生活垃圾检测算法在背景复杂、目标尺寸多样的情况下检测精度低,模型参数量大,深度学习检测算法综合性能不平衡以及在嵌入式设备难以部署等问题,提出了一种改进YOLOv5的轻量化垃圾检测算法;在YOLOv5模型中用GSConv模块代替传统卷积降低计算复杂度,引入了CBAM注意力机制,以提取和融合空间和通道信息,增强了网络对目标的表达能力,通过权重量化将模型进行压缩以减少模型大小加快推理速度;实验结果表明,相比于原始的YOLOv5算法,改进算法在模型的准确率和平均精确度分别提高了3%和2.3%,文件大小减小了26.6%,综合性能超越了传统的深度学习目标检测算法,对嵌入式平台更加友好。

关键词： GSConv 目标检测轻量化嵌入式设备权重量化

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基于CC1101的射频电路优化设计与实现

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电子器件 2023年第2期46卷 303-308页

作者：李正阳鲜帅赵涓宏高欣穆继亮中北大学仪器与电子学院山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

射频电路优化设计是保证射频通信系统高可靠、低功耗、远距离数据传输的重要手段。针对商用CC1101射频电路传输距离短和丢包率高的问题,通过高频电磁仿真软件ADS(Advanced Design System)对CC1101射频电路中阻抗变换器、滤波器和射频全... 详细信息

射频电路优化设计是保证射频通信系统高可靠、低功耗、远距离数据传输的重要手段。针对商用CC1101射频电路传输距离短和丢包率高的问题,通过高频电磁仿真软件ADS(Advanced Design System)对CC1101射频电路中阻抗变换器、滤波器和射频全链路进行仿真优化,根据仿真结果调整元器件,并测试了改版CC1101射频电路的传输距离和数据包接收率。结果表明,优化后射频电路阻抗(115+j42Ω)更接近目标差分阻抗(116+j41Ω),回波损耗提高11 d B,插入损耗减少0.6 d B,稳定传输距离提升30 m,在传输距离为60 m时数据接收率提高33.6%。

关键词： CC1101 阻抗匹配滤波器射频全链路

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基于直觉模糊C均值聚类的红外图像缺陷检测

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红外技术 2022年第11期44卷 1220-1227页

作者：王禄祥张志杰汪权陈昊泽中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原038507

红外热成像技术常被用来检测碳纤维增强复合材料的内部缺陷,但常用的光学热源加热效率低,需要近距离加热试件。激光具有能量集中、衰减小的优点,其作为加热源有助于实现远距离检测。本文介绍了线激光扫描红外热成像无损检测技术,并对加... 详细信息

红外热成像技术常被用来检测碳纤维增强复合材料的内部缺陷,但常用的光学热源加热效率低,需要近距离加热试件。激光具有能量集中、衰减小的优点,其作为加热源有助于实现远距离检测。本文介绍了线激光扫描红外热成像无损检测技术,并对加热过程中材料内部热传导进行了分析。其次,针对红外图像均匀性差、对比度弱,不利于缺陷特征提取的问题,本文引入基于直觉模糊C均值聚类算法的图像分割方法来提取缺陷边缘,与K-Means聚类方法相比,该方法可以提升缺陷模糊边缘的识别和检测能力,保留更多图像的细节信息,有助于准确提取缺陷边缘特征。

关键词：碳纤维增强复合材料红外热成像无损检测直觉模糊C均值聚类

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基于多注意力的微弱信号异常检测算法

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自动化与仪表 2025年第3期40卷 80-85页

作者：陈佳钰赵凯明张斌珍中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

随着磁场探测技术的发展,微弱磁场的应用领域逐渐广泛。由于传感器自身的失调电压以及外界干扰信号,使得后续的信号分析与异常检测面临着较大困难。为了解决这一问题,设计了一种基于深度学习模型来进行微弱磁场信号的异常检测。模型主... 详细信息

随着磁场探测技术的发展,微弱磁场的应用领域逐渐广泛。由于传感器自身的失调电压以及外界干扰信号,使得后续的信号分析与异常检测面临着较大困难。为了解决这一问题,设计了一种基于深度学习模型来进行微弱磁场信号的异常检测。模型主体框架采用三维卷积操作来同时关注通道间信号关联与时序上信号特征,同时集成了SE(squeeze-andexcitation)通道自注意力模块与目前最优(state-of-the-art,SOTA)的Transformer注意力编码器,对磁场信号整体空间特征和时序特征进行特征增强。实验使用三折交叉验证的方法进行训练与验证,实验结果表明,模型可以在包含大量边缘数据条件下检测出绝大多数信号异常情况。

关键词：磁场信号异常检测信号分类深度学习

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多通道热电偶温度采集系统设计与实现

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计算机测量与控制 2025年第4期33卷 270-276,321页

作者：张旭博姚雪美徐贺杨洪应平中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

随着温度测量技术迅速发展,近年来在多种工业测温环境中开始使用热电偶来测温,很大程度上提高了用户测量的便利性;针对国内热电偶采集系统多通道、高精度、快速测量的要求,实现了一种使用STM32控制的90通道高精度热电偶温度采集系统,系... 详细信息

随着温度测量技术迅速发展,近年来在多种工业测温环境中开始使用热电偶来测温,很大程度上提高了用户测量的便利性;针对国内热电偶采集系统多通道、高精度、快速测量的要求,实现了一种使用STM32控制的90通道高精度热电偶温度采集系统,系统采用STM32作为主控单元,使用分辨率为24位的A/D转换器AD7793,并使用K型热电偶传感器实时监测实验环境温度,并使用PT100温度传感器作为冷端补偿,进行热电偶信号的温度校准,最终实现在-20~280℃条件下的90通道热电偶温度监测;该系统支持RS485通信接口,并使用上位机软件实现温度的实时显示和记录;经验证,该系统能够实现90通道温度的精确采集,通过高低温箱进行温度测试该系统符合项目需求指标,且误差范围在±0.25,为工业领域温度测量和记录提供了便利、稳定的工程化解决方案。

关键词：温度采集热电偶冷端补偿 STM32 多通道

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