检索结果-内蒙古大学图书馆

红外技术 2024年第4期46卷 483-490页

作者：谭丹张志杰王禄祥尹武良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 曼彻斯特大学电气与电子工程学院英国曼彻斯特M139PL

碳纤维增强复合材料大量应用于航空领域,对其质量提出了更高的要求。但是传统人工检测方法工作强度高、效率低。为了提高碳纤维复合材料的缺陷检测效率,本文基于LabVIEW软件开发平台设计CFRP(carbon fiber reinforced plastics)缺陷检... 详细信息

碳纤维增强复合材料大量应用于航空领域,对其质量提出了更高的要求。但是传统人工检测方法工作强度高、效率低。为了提高碳纤维复合材料的缺陷检测效率,本文基于LabVIEW软件开发平台设计CFRP(carbon fiber reinforced plastics)缺陷检测系统,提取缺陷边缘并进行数量统计。本研究采用主动式红外热成像无损检测技术,通过红外热像仪获取激光扫描的损伤试样表面热图像。针对红外图像对比度及均匀性差的特点,使用HSL(hue, saturation, luminance)进行颜色平面提取,灰度变换,选用适用于处理光照分布不均匀图像的Niback局部阈值分割处理算法进行感兴趣区域图像阈值分割处理。最后通过形态学处理增强图像并实现缺陷特征提取和缺陷数量统计。本文通过搭建红外热成像缺陷检测实验平台完成红外热波缺陷图像的采集、处理,设计软件平台及用户界面以实现缺陷特征的提取。相比于人工检测,该系统的设计极大地减少了检测用时,有助于实现缺陷检测的自动化。

关键词： LabVIEW CFRP 红外热成像缺陷检测

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基于采样保持原理的高精度电导率检测电路

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仪表技术与传感器 2023年第12期 37-43页

作者：张炳玮沈三民杜延墨郭杨盛中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

文中设计了一种基于采样保持原理的高精度量程自适应电导率检测电路,以双极性交流方波作为激励信号源,通过采样保持的方法对电导池两端的交流电压及流经电导池的交流电流信号差分化并进行采集,同时使用铂电阻作为温度传感器对测量得到... 详细信息

文中设计了一种基于采样保持原理的高精度量程自适应电导率检测电路,以双极性交流方波作为激励信号源,通过采样保持的方法对电导池两端的交流电压及流经电导池的交流电流信号差分化并进行采集,同时使用铂电阻作为温度传感器对测量得到的电导率进行温度补偿。双极性交流方波激励信号有效降低了交流正弦信号作为激励源时电极电容效应和极化效应所引起的误差,差分式采样保持电路减少了外界环境变化引起的电路噪声,量程自适应电路保证了电导率测量的宽量程,通过上述方法弥补了传统电导率测量电路定量程、测量范围窄、精度低的缺点。测试结果表明:文中设计的电导率测量电路测量范围为0.1~40 000μS/cm,重复性误差小于1%,测量基线噪声小于0.25 nS/cm。

关键词：采样保持高精度量程自适应电导率测量

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基于改进天鹰优化算法的热电偶动态补偿方法

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探测与控制学报 2024年第3期46卷 79-85页

作者：贺俊李新娥崔春生何玉洁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 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

为解决因热电偶时间常数大,不能准确反映被测温度瞬态变化的问题,提出基于改进天鹰优化算法(IAO)的热电偶动态补偿方法。通过引入Sobol序列初始化种群与动态反向学习策略对天鹰优化算法(AO)进行改进,对实测热电偶动态响应数据进行补偿... 详细信息

为解决因热电偶时间常数大,不能准确反映被测温度瞬态变化的问题,提出基于改进天鹰优化算法(IAO)的热电偶动态补偿方法。通过引入Sobol序列初始化种群与动态反向学习策略对天鹰优化算法(AO)进行改进,对实测热电偶动态响应数据进行补偿实验。实验结果表明,经改进算法补偿后,热电偶时间常数由0.097 s缩短至0.009 s,减少近90.7%。IAO补偿可以有效改善热电偶动态特性,减小动态误差。

关键词：天鹰优化算法热电偶动态补偿

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离子色谱仪中柱温箱温度的高精度测量电路设计

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仪表技术与传感器 2023年第9期 52-57页

作者：亢叶飞苏淑靖郭杨盛周广兴闫丹李二赛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

抑制柱作为离子色谱仪的核心元件,其具有降低背景电导和提高检测灵敏度的功能。而柱温箱温度波动会影响抑制柱的抑制效果,所以保持柱温箱恒温环境至关重要。针对上述问题,设计了适用于离子色谱仪中柱温箱温度的高精度测量电路,采用比例... 详细信息

抑制柱作为离子色谱仪的核心元件,其具有降低背景电导和提高检测灵敏度的功能。而柱温箱温度波动会影响抑制柱的抑制效果,所以保持柱温箱恒温环境至关重要。针对上述问题,设计了适用于离子色谱仪中柱温箱温度的高精度测量电路,采用比例测量法消除了恒流源对测温的影响;通过恒流源换向技术经三点delta法进行数据处理,有效抑制了热电势和温漂对测温的影响;提出了双∑-ΔADC自适应采集技术,可以快速实现挡位切换。实验结果表明在0~65℃范围内测温精度可达0.03℃,具有一定的工程应用价值。

关键词：比例测量法恒流源换向三点delta法双∑-ΔADC

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基于改进YOLOv5s的口罩佩戴检测算法

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国外电子测量技术 2022年第7期41卷 39-44页

作者：项融融李博赵桥中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

在新冠疫情的影响下,佩戴口罩成为人们日常必备的防护措施。为了更好地实现智能化管理,针对公共场合密集人群佩戴口罩是否正确检测任务中的过小目标检测和遮挡问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的实时检测算法,通过引入自注意力机制,从而... 详细信息

在新冠疫情的影响下,佩戴口罩成为人们日常必备的防护措施。为了更好地实现智能化管理,针对公共场合密集人群佩戴口罩是否正确检测任务中的过小目标检测和遮挡问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的实时检测算法,通过引入自注意力机制,从而提高模型的显著特征,进而优化算法精度;改变Neck层的卷积结构,采用基于双尺度的特征融合目标检测技术,实现了更好地特征提取。通过对改进后的YOLOv5s算法进行试验,证明了该方法模型小、检测速度快,并且平均识别精度均值比原来的方法提高了4.4%,更好地解决了复杂背景下、目标检测任务中过小目标的检测和遮挡问题。

关键词： YOLOv5s 双尺度特征融合口罩佩戴检测自注意力机制

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铌酸锂单晶悬臂梁MEMS振动传感器的性能

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微纳电子技术 2022年第7期59卷 665-671,724页

作者：魏慧芬穆继亮耿文平丑修建中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

研究了基于铌酸锂压电单晶薄膜悬臂梁的微电子机械系统(MEMS)振动传感器的结构设计和加工工艺,并在宽频带和宽温度范围条件下对传感器进行了输出性能测试。结果表明,所制备的传感器固有频率接近于设计的目标频率;输出电荷呈正弦波形且... 详细信息

研究了基于铌酸锂压电单晶薄膜悬臂梁的微电子机械系统(MEMS)振动传感器的结构设计和加工工艺,并在宽频带和宽温度范围条件下对传感器进行了输出性能测试。结果表明,所制备的传感器固有频率接近于设计的目标频率;输出电荷呈正弦波形且其振幅随着振动加载加速度的幅值线性增长;当加载加速度为10g、频率为20~2200 Hz时,传感器的输出电荷比较平稳;传感器在70℃时的平均输出电荷较常温条件下的提升了19.6%;在-40℃时平均输出电荷虽下降了18%,但仍保持良好的电荷输出水平,体现了该振动传感器的鲁棒性。所研究开发的MEMS振动传感器制备工艺简单、输出特性高,在高频微振动监测方面具有较好的应用前景。

关键词：微电子机械系统(MEMS) 振动传感器双悬臂梁铌酸锂单晶鲁棒性

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爆炸冲击波集合分解排列熵时变峰值降噪算法

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探测与控制学报 2024年第1期46卷 90-95,113页

作者：杜桂云崔春生杨志飞刘双峰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 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

针对实测的爆炸冲击波信号中含有大量的噪声信号,严重影响冲击波超压峰值与正压时间的判读以及比冲量的计算等问题,提出了基于完全集合经验模式分解(CEEMDAN)与排列熵(MPE)的时变窗长时频峰值滤波的爆炸冲击波降噪算法,通过构造不同比... 详细信息

针对实测的爆炸冲击波信号中含有大量的噪声信号,严重影响冲击波超压峰值与正压时间的判读以及比冲量的计算等问题,提出了基于完全集合经验模式分解(CEEMDAN)与排列熵(MPE)的时变窗长时频峰值滤波的爆炸冲击波降噪算法,通过构造不同比例距离下的含噪冲击波信号模型和实测数据来进行研究与验证。原始爆炸冲击波数据经CEEMDAN分解为若干个本征模态分量(IMFs);并以IMFs的MPE值作为分类指标,将IMFs分量划分为需滤波和存留两个类别,对含噪模型与实测数据进行降噪处理实验,将降噪处理后的IMFs分量和剩余的IMFs重构。试验结果表明,与贝塞尔低通数字滤波器、CEEMDAN降噪算法相比,该方法能够去除信号中含有的高频噪声,获得较好的降噪指标;同时尽可能地保留了信号中的尖峰与突变信息,是比较理想的爆炸冲击波信号降噪算法。

关键词：爆炸冲击波完全集合经验模式分解排列熵降噪

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簇首优选改进算法设计及其网络能耗影响研究

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电子测量技术 2022年第18期45卷 173-178页

作者：冯程鹏何汇成邹杰穆继亮中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

无线传感网络是由大量传感节点构成的分布式自组织网络,而传感节点采用电池供电,其有限的能量严重影响了网络的生存周期。本文提出了一种新的异构感知路由协议(ED-SEP),该协议在分簇阶段综合考虑节点的剩余能量和覆盖半径范围内邻居节... 详细信息

无线传感网络是由大量传感节点构成的分布式自组织网络,而传感节点采用电池供电,其有限的能量严重影响了网络的生存周期。本文提出了一种新的异构感知路由协议(ED-SEP),该协议在分簇阶段综合考虑节点的剩余能量和覆盖半径范围内邻居节点的疏密程度及与基站的相对距离大小,从而选举出更具优势的簇首。采用MATLAB仿真分析了ED-SEP协议在改变基站位置和节点初始能量下的性能表现,并与稳定选举协议SEP、E-SEP进行比较。结果表明:通过改变网络中的参数,ED-SEP协议的网络稳定期相比SEP协议和E-SEP协议分别提高了29.6%和25.7%,基站的数据接收量达到了E-SEP协议的近3倍,有效提高了网络的能量利用率,极大地改善了无线传感网络的性能。

关键词：无线传感器网络 SEP协议剩余能量邻居节点能耗均衡

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基于FPGA的深度可分离卷积加速器研究

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计算机测量与控制 2024年第5期32卷 267-273页

作者：画芊昊李博杜宸罡中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

设计了一种基于FPGA的低功耗深度可分离卷积加速核;根据PW卷积和DW卷积计算中的共性,采用一种固定乘法阵列通过改变特征和权重输入数据流的方式实现两种卷积的计算结构,最大化DSP的利用率;针对8位非对称量化中符号位可能会溢出的问题,... 详细信息

设计了一种基于FPGA的低功耗深度可分离卷积加速核;根据PW卷积和DW卷积计算中的共性,采用一种固定乘法阵列通过改变特征和权重输入数据流的方式实现两种卷积的计算结构,最大化DSP的利用率;针对8位非对称量化中符号位可能会溢出的问题,采用符号位单独处理的方法重新封装了双乘法器结构;通过层内7级流水结构保证每个周期数据处理的并行度;在Zynq UltraScale+系列FPGA上成功部署了加速结构;经实验测试,提出的加速结构在提高网络推理速度的同时降低了片上资源的依赖度和整体功耗,原生MobilenetV2在所提FPGA加速器上的平均吞吐率高达130.6 GOPS且整体功耗只有4.1 W,满足实时边缘计算的要求;相比其他硬件平台,能效比有明显提升;与FPGA上的同类型加速器相比,在性能密度(GOPS/LUT)、功率效率(GOPS/W)和DSP效率(GOPS/DSP)上均有优势。

关键词： FPGA 硬件加速器卷积神经网络非对称量化 Mobilenet

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基于视觉的AUV末端回收导引方法研究

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计算机测量与控制 2024年第9期32卷 299-306页

作者：普勇博齐向东张海龙张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

水下自主无人潜航器(AUV,autonomous underwater vehicle)由于其独特的高速、低阻、低噪等优势,是如今探索海洋的有力依托;作为自主式机器人,AUV如何自行导航回收至对接站是研究中的重要环节;依托于实验室独创的四桨无舵矢量推进型AUV,... 详细信息

水下自主无人潜航器(AUV,autonomous underwater vehicle)由于其独特的高速、低阻、低噪等优势,是如今探索海洋的有力依托;作为自主式机器人,AUV如何自行导航回收至对接站是研究中的重要环节;依托于实验室独创的四桨无舵矢量推进型AUV,通过改进Canny边缘检测,采用自适应阈值方法动态调整轮廓,在阈值最优时采用最小外接圆方法确定圆心;经Unity3D仿真和水池试验可知,该方法简单实用,鲁棒性强,且相比于传统的AUV形式以及传统的图像识别方法,该新型AUV在基于单目视觉的自适应阈值分割检测方法下,水下末端导引对接精度(优于20 cm)和对接成功率(大于80%)上均得到了大幅度的提高,在实际应用中对AUV能源补给、数据下载/上传、设备检修等具有重要的应用价值。

关键词：新型AUV 回收对接 Unity3D仿真自适应阈值单目视觉图像处理

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