检索结果-内蒙古大学图书馆

仪表技术与传感器 2025年第4期 21-24页

作者：郑苗苗郭忠坤毕坤李晨中北大学半导体与物理学院省部共建动态测试技术国家重点实验室

针对滚动轴承保持架在高转速服役环境中的高精度转速监测需求,基于涡流效应,提出了一种契合保持架结构的扇环形转速传感器。通过PCB工艺实现传感器制备,交流激励源为传感器提供能量,耦合器与检波器将轴承旋转引起的传感器阻抗周期性变... 详细信息

针对滚动轴承保持架在高转速服役环境中的高精度转速监测需求,基于涡流效应,提出了一种契合保持架结构的扇环形转速传感器。通过PCB工艺实现传感器制备,交流激励源为传感器提供能量,耦合器与检波器将轴承旋转引起的传感器阻抗周期性变化转化为电压信号输出并显示在示波器上,分析信号周期,实现轴承保持架转速的非接触在线监测。通过搭建的转速测试平台对传感器进行实验验证,测试结果表明:在0~4 000 r/min的转速范围内,传感器具有极为优异的静态特性,其迟滞误差、重复性误差分别为±0.718%、±0.54%。

关键词：转速传感器轴承保持架扇环形结构非接触涡流效应

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基于硅基的MEMS惯性开关设计与仿真

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仪表技术与传感器 2025年第3期 52-57页

作者：卢晓曼王瑞雷程余建刚梁庭中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室陕西华燕航空仪表有限公司

为了降低压膜气体阻尼对惯性开关响应时间的影响,基于硅基设计了一种MEMS惯性开关传感器,通过分析传感器悬臂梁尺寸对传感器最大位移及固有频率的影响和不同尺寸固支结构在100 g载荷的作用下的变形量,确定了惯性开关传感器的具体结构尺... 详细信息

为了降低压膜气体阻尼对惯性开关响应时间的影响,基于硅基设计了一种MEMS惯性开关传感器,通过分析传感器悬臂梁尺寸对传感器最大位移及固有频率的影响和不同尺寸固支结构在100 g载荷的作用下的变形量,确定了惯性开关传感器的具体结构尺寸,悬臂梁的尺寸为1000μm×200μm×40μm,固支结构的宽度为600μm。通过3层键合抽真空工艺降低环境气压,通过COMSOL仿真分析环境气压对开关响应时间的影响,确定随着环境气压减小,开关响应时间减小,结合工艺参数,确定环境气压为50 Pa,仿真分析响应时间为154.4μs,相较于大气压响应时间降低了8.4%。

关键词： MEMS惯性开关 3层键合压膜气体阻尼 COMSOL有限元仿真响应时间

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多路采集的高速率无线网络系统设计

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仪表技术与传感器 2023年第2期 54-58,64页

作者：叶思楠马游春李晋芳中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对目前工业无线网络传感节点有效负载数据传输速率慢的问题,设计了一种基于Sub-GHz技术的高速率无线监测网络系统,该系统以超低功耗器件CC1310为硬件核心,采用多路采集的方式减少系统从节点部署。在节点物理层提出了一种通过修改底层... 详细信息

针对目前工业无线网络传感节点有效负载数据传输速率慢的问题,设计了一种基于Sub-GHz技术的高速率无线监测网络系统,该系统以超低功耗器件CC1310为硬件核心,采用多路采集的方式减少系统从节点部署。在节点物理层提出了一种通过修改底层射频参数拓展CC1310芯片通信带宽的方法;在数据链路层通过简化数据帧结构、采用直接轮询访问的方式实现射频传输,在保证系统可靠性的情况下提高系统数据传输速率。测试结果表明:当设备节点外接8路传感器时,系统数据传输速率可以达到377 kbps,完全适用于工业无线实时监测系统。

关键词： CC1310 无线传感网络高速率多路采集

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基于毫米波MIMO雷达的人体生命体征检测方法

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传感器与微系统 2023年第9期42卷 109-112,120页

作者：袁新芳陈平吴泱序中北大学动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对传统方法处理单通道回波数据时心率估计准确性和鲁棒性不高的问题,提出了一种基于选择性最大比和组合算法。首先运用奇异值分解去除静态杂波;其次使用卡尔曼滤波进行异常相位的预测和修正;并最终通过自适应多通道多维特征融合,极大... 详细信息

针对传统方法处理单通道回波数据时心率估计准确性和鲁棒性不高的问题,提出了一种基于选择性最大比和组合算法。首先运用奇异值分解去除静态杂波;其次使用卡尔曼滤波进行异常相位的预测和修正;并最终通过自适应多通道多维特征融合,极大地提高了生命体征的检测精度。实验基于77 GHz多输入多输出(MIMO)雷达实验平台,在复杂场景下进行多组实验,对心率估计的准确率均达到94%以上。实验结果表明,所提算法可以实现人体生命体征准确检测。

关键词：生命体征检测毫米波雷达奇异值分解卡尔曼滤波心率估计

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可调谐探针起振系统设计

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国外电子测量技术 2023年第4期42卷 80-85页

作者：温阳陈纵横冯婕舒鹏丽马宗敏中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051

为了兼顾非接触式原子力显微镜(noncontact atomic force microscope,NC-AFM)更高谐振频率探针的使用需求,并通过提高控制器精度进而提高NC-AFM分辨率,提出了一种基于探针-样品间原子作用力变化的全数字可调谐NC-AFM高分辨率探针起振系... 详细信息

为了兼顾非接触式原子力显微镜(noncontact atomic force microscope,NC-AFM)更高谐振频率探针的使用需求,并通过提高控制器精度进而提高NC-AFM分辨率,提出了一种基于探针-样品间原子作用力变化的全数字可调谐NC-AFM高分辨率探针起振系统。在Simulink环境下对探针起振系统的控制部分进行了设计,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了鉴相,滤波,锁频等功能;采用压电陶瓷片驱动探针振动,设计了操作便捷的探针座。将不同频率正弦信号提供给设计的起振系统进行功能性验证,实验结果表明,系统可以在20 kHz~50 MHz频率范围内跟踪探针谐振频率;最后使用起振系统成功使商用探针在谐振频率处振动,准确测出了探针的谐振频率及振动幅值,系统频率分辨率达到了0.1 Hz。

关键词：非接触式原子力显微镜(NC-AFM) 起振谐振频率数字锁相环压电陶瓷

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融合Transformer与残差通道注意力的恶劣场景水位智能检测方法

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电子测量与仪器学报 2023年第1期37卷 59-69页

作者：李欣宇孙传猛魏宇原玥武志博李勇中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学电气与控制工程学院太原030051 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

精准感知水位信息变化是实现精细水务管控和洪涝灾害的关键环节之一,而低照度、雾霾、雨雪、冰冻、波浪、镜头抖动等恶劣场景给水位检测带来极大挑战。针对现有方法中难以实现水位精准检测难题,构建一种融合Transformer与残差通道注意... 详细信息

精准感知水位信息变化是实现精细水务管控和洪涝灾害的关键环节之一,而低照度、雾霾、雨雪、冰冻、波浪、镜头抖动等恶劣场景给水位检测带来极大挑战。针对现有方法中难以实现水位精准检测难题,构建一种融合Transformer与残差通道注意力机制的Unet模型(TRCAM-Unet),进而提出基于TRCAM-Unet的恶劣场景水位智能检测方法。关键技术包括通过全尺度连接结构实现多层次特征融合,通过Transformer模块强化区域特征的关联性,通过残差通道注意力模块强化有用信息的表达并削弱无用信息的干扰。相关试验和实践表明,TRCAM-Unet取得了98.84%MIOU评分与99.42%的MPA评分,在约150 m距离外水位检测最大误差不超过0.08 m,水位偏差均值(MLD)仅有1.609×10^(-2)m,优于Deeplab、PSPNet等主流语义分割算法。研究结果对解决恶劣场景下水位精准检测难题及洪涝灾害预警具有重要应用价值。

关键词：水位检测深度学习语义分割 Transformer 注意力机制

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基于光偏转原理的AFM光电检测系统设计

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传感器与微系统 2024年第3期43卷 76-79页

作者：王旭东温阳王慧云秦丽温焕飞马宗敏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 中北大学仪器与电子学院山西太原030051

利用光偏转原理设计并实现了原子力显微镜(AFM)的光电检测系统,研究了影响光偏转噪声的影响因素。设计了新型螺旋式嵌套结构调节准直光斑,使激光发散角降低到0.053°,利用压电陶瓷特性设计了高精度三维调节结构,可以在α,β,γ方向... 详细信息

利用光偏转原理设计并实现了原子力显微镜(AFM)的光电检测系统,研究了影响光偏转噪声的影响因素。设计了新型螺旋式嵌套结构调节准直光斑,使激光发散角降低到0.053°,利用压电陶瓷特性设计了高精度三维调节结构,可以在α,β,γ方向精准调节偏转角度,36mm的聚焦焦距满足了小型化、集成化的设计目标。基于该高灵敏度光电检测系统的设计,AFM系统得到了清晰的硅材料表面台阶结构,系统分辨率达到了0.1nm,为今后的亚原子测量奠定了实验基础。

关键词：原子力显微镜光偏转准直调节压电陶瓷

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355 nm全固态紫外纳秒激光加工蓝宝石通孔研究

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中国激光 2023年第4期50卷 223-231页

作者：马野雷程梁庭冀鹏飞刘雨桥王丙寅陈国锋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 内蒙古动力机械研究所内蒙古呼和浩特010010

采用355 nm全固态紫外纳秒脉冲激光器对蓝宝石(Al_(2)O_(3))进行打孔实验。通过控制变量法,对蓝宝石样品进行了打孔加工,研究了激光能量密度、重复频率和扫描速度对蓝宝石通孔质量的影响。实验结果表明,通孔边缘熔融物堆积形成的重凝区... 详细信息

采用355 nm全固态紫外纳秒脉冲激光器对蓝宝石(Al_(2)O_(3))进行打孔实验。通过控制变量法,对蓝宝石样品进行了打孔加工,研究了激光能量密度、重复频率和扫描速度对蓝宝石通孔质量的影响。实验结果表明,通孔边缘熔融物堆积形成的重凝区随着激光单脉冲能量的升高而减小,但是激光能量过高时,通孔附近出现沉积物,影响通孔的质量;通孔边缘的重凝区随着激光重复频率的降低而减小;通孔附近的沉积物随着激光扫描速度的降低而减少,但是速度过低时,激光脉冲的重叠率过高,导致高斯激光外围孵化效应明显,且其能量不足以使材料气化,因此扫描速度过小时孔道边缘再次出现熔融物堆积形成的重凝区。研究结果表明,采用纳秒脉冲激光加工高质量蓝宝石微通孔是可行的。

关键词：激光技术蓝宝石通孔控制变量法全固态紫外纳秒激光激光烧蚀

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石英表面OTS自组装多层膜的制备及抗弛豫性能

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电镀与涂饰 2023年第9期42卷 59-67页

作者：方向前刘晓雅马宗敏中北大学动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器与电子学院山西太原030051

采用浸没法在石英表面制备了十八烷基三氯硅烷(OTS)自组装多层膜,采用水接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)分析了不同浸没时间所得OTS多层膜的疏水性、成分和表面形貌,确定了较佳成膜时间为30 min。制备的OT... 详细信息

采用浸没法在石英表面制备了十八烷基三氯硅烷(OTS)自组装多层膜,采用水接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)分析了不同浸没时间所得OTS多层膜的疏水性、成分和表面形貌,确定了较佳成膜时间为30 min。制备的OTS多层膜均匀致密,厚度约为2.7 nm,水接触角为110.4°。采用AFM检测了OTS多层膜在不同温度下的能量耗散和弛豫率,结果显示两者随温度的升高均呈现先下降后上升的趋势,耗散量级是石蜡的10倍,弛豫率为石蜡的3~4倍,说明制备的OTS多层膜在较低温度(25~60℃)下具有一定的抗弛豫性能,但不如石蜡。

关键词：十八烷基三氯硅烷自组装多层膜石英能量耗散抗弛豫性能

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一种基于多层次特征学习的低剂量CT图像复原算法

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山西大学学报(自然科学版) 2025年

作者：任时磊李志媛桂志国刘祎张鹏程张丽媛中北大学计算机科学与技术学院中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室中北大学软件学院中北大学信息与通信工程学院

针对低剂量计算机断层扫描（Computed Tomography,CT）图像中纹理细节不足和降噪后图像过于平滑的问题，提出一种基于多层次特征学习（Multi Level Feature Learning,MLFL）的低剂量CT图复原算法。首先，采用移位卷积提取图像的局部结... 详细信息

针对低剂量计算机断层扫描（Computed Tomography,CT）图像中纹理细节不足和降噪后图像过于平滑的问题，提出一种基于多层次特征学习（Multi Level Feature Learning,MLFL）的低剂量CT图复原算法。首先，采用移位卷积提取图像的局部结构信息，将通道注意力模块与移位卷积级联，提取图像的高级特征，提高重要特征的权重；其次，采用残差块、短跳跃连接和长跳跃连接的机制，结合不同层次的特征表示，帮助网络更有效地捕捉图像中的全局和局部信息；然后，通过特征注意模块，利用局部残差学习提升模块处理不同类型信息时的灵活性；最后，重建图像模块通过扩展卷积和注意力机制相结合，融合不同尺度特征，增强图像细节，提高重建图像的质量。实验结果表明，复原网络在保留重要特征的同时能够更有效的减少噪点和伪影，提升图像质量和清晰度。

关键词：低剂量CT 图像复原重建图像特征提取图像增强

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