检索结果-内蒙古大学图书馆

仪表技术与传感器 2023年第11期 12-16页

作者：高琬佳康建洲薛伟钊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 省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对液位检测系统中使用的超声换能器,对其外围功能电路进行了设计及实现。电路包括发射模块、选择模块和接收模块。给出各部分的原理图设计,并将设计好的电路板进行液位检测实验,以验证电路的功能。实验结果表明:电路可输出频率为1.082... 详细信息

针对液位检测系统中使用的超声换能器,对其外围功能电路进行了设计及实现。电路包括发射模块、选择模块和接收模块。给出各部分的原理图设计,并将设计好的电路板进行液位检测实验,以验证电路的功能。实验结果表明:电路可输出频率为1.082 MHz、幅值为±8.8 V的连续正弦波,能激励换能器产生超声波。同时可由电路板控制换能器的收发转换以及实现接收信号的放大和检波功能。对于壁厚3 mm的铝合金容器,内部无水和有水时得到的最终读数分别为4.67 V和2.18 V。设备读数偏差<16 mV。

关键词：超声波液位振荡电路接收电路

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基于复合域特征的3D打印网格结构差异测量

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中国测试 2025年第4期51卷 66-73,127页

作者：杨国政吴泱序陈平中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

金属3D打印技术在制造复杂几何结构中展现出极高的自由度和设计灵活性,广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。打印过程中容易出现缺陷和尺寸误差,影响结构性能和完整性,为解决此问题提出一种基于三维点云配准和自动提取重复结构... 详细信息

金属3D打印技术在制造复杂几何结构中展现出极高的自由度和设计灵活性,广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。打印过程中容易出现缺陷和尺寸误差,影响结构性能和完整性,为解决此问题提出一种基于三维点云配准和自动提取重复结构遍历对比的模型差异检测方法。首先通过CT扫描获取三维数据,结合体素直方图和阈值分割提取模型;其次提出复合域特征分析法,结合标准差表征空间域特征变化,并引入傅立叶变换进行频域特征分析,实现模型基本单元的自动提取;最后改进传统点云配准算法,使用FPFH特征和ICP算法进行全局和精细配准,计算模型误差,进行差异分析与可视化。实验结果表明,该方法能高效准确地检测出模型差异和缺陷,显著提升三维网格结构的检测精度和效率。

关键词：金属3D打印镂空网格模型差异检测复合域特征点云配准三维可视化

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基于YOLOv8改进的脑癌检测算法

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计算机科学 2024年第S02期51卷 444-450页

作者：王喆赵慧俊谭超李骏申冲中北大学机械工程学院太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051 山西省省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

自动检测脑部肿瘤在磁共振成像中的位置是一个复杂、繁重的任务,需要耗费大量时间和资源。传统识别方案经常出现误解、遗漏和误导的情况,从而影响患者的治疗进度,对患者的生命安全产生影响。为了进一步提高鉴定的效果,引入了4项关键改... 详细信息

自动检测脑部肿瘤在磁共振成像中的位置是一个复杂、繁重的任务,需要耗费大量时间和资源。传统识别方案经常出现误解、遗漏和误导的情况,从而影响患者的治疗进度,对患者的生命安全产生影响。为了进一步提高鉴定的效果,引入了4项关键改进措施。首先,采用了高效的多尺度注意力EMA(Efficient Multi-scale Attention),这种方法既可以对全局信息进行编码,也可以对信息进行重新校准,同时通过并行的分支输出特征进行跨维度的交互,使信息进一步聚合。其次,引入了BiFPN(Bidirectional Feature Pyramid Network)模块,并对其结构进行改进,以便缩短每一次检测所需要的时间,同时提升图像识别效果。然后采用MDPIoU损失函数和Mish激活函数进行改进,进一步提高检测的准确度。最后进行仿真实验,实验结果表明,改进的YOLOv8算法在脑癌检测中的精确率、召回率、平均精度均值均有提升,其中Precision提高了4.48%,Recall提高了2.64%,mAP@0.5提高了2.6%,mAP@0.5:0.9提高了7.0%。

关键词： YOLOv8 脑癌 Efficient Multi-Scale Attention模块 Bidirectional Feature Pyramid Network结构 Missed Softplus with Identity Shortcut激活函数 Minimum Point Distance Intersection over Union损失函数

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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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旋转环境下无线激光通信收发电路的设计与验证

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光通信技术 2024年

作者：王星杰李谦樊磊张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汇川技术有限公司

针对航空发动机、涡轮机等装备旋转部件的环境参数测量中的信号传输问题，以850 nm波长的LD器件作为信号载体，设计一套无线激光通信的收发电路，详细阐述了激光发射电路与光电探测电路的设计原理与方法。其中，发射电路具有自动功率控... 详细信息

针对航空发动机、涡轮机等装备旋转部件的环境参数测量中的信号传输问题，以850 nm波长的LD器件作为信号载体，设计一套无线激光通信的收发电路，详细阐述了激光发射电路与光电探测电路的设计原理与方法。其中，发射电路具有自动功率控制、故障指示、电流监测等功能，接收电路具有信号放大、光电流监测、自动降噪等功能。利用实验室搭建的光学平台与旋转环境对该系统进行性能测试，进一步验证了设计电路的正确性和合理性。实验结果表明，设计的电路能够在5000 r/min的环境下实现速率为100 Mbit/s的稳定传输，为旋转环境下的传感器参数动态监测提供了一种无线数据传输可行性方案。

关键词：无线激光通信 TIA电路旋转环境频信号传输

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4D毫米波雷达稀疏点云下的连续帧隐空间法线估计

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年第2期15卷 276-284页

作者：吴泱序袁新芳陈平中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 中北大学动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对毫米波连续调频雷达在室外运动场景下点云数据稀疏和空间配准精度低的问题,本文提出了一种轻量级空间配准方法。该方法适用于室外运动场景下毫米波雷达连续多帧之间的点云处理,能在没有位姿传感器辅助的情况下,通过时空图神经网络... 详细信息

针对毫米波连续调频雷达在室外运动场景下点云数据稀疏和空间配准精度低的问题,本文提出了一种轻量级空间配准方法。该方法适用于室外运动场景下毫米波雷达连续多帧之间的点云处理,能在没有位姿传感器辅助的情况下,通过时空图神经网络准确估计相邻多帧点云的隐空间法线,并将每帧雷达点云数据转换到统一的观测坐标系中,从而实现四维点云的多帧融合与场景配准。实验结果表明,该方法不仅能准确评估四维点云的空间姿态,还能有效校正和融合每帧点云的坐标,在运动及震动过程中实现点云坐标的精准配准。此外,该算法还能显著提高点云成像的密度,增强图像的精度和可读性,同时适用于静态和动态目标的成像,为毫米波雷达在室外运动场景的应用提供了有力支持。

关键词：毫米波雷达四维点云空间配准隐空间法线估计时空图神经网络

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基于热电堆的微型热流传感器制备及性能研究

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传感器与微系统 2024年第5期43卷 31-34页

作者：李晓芬张香香谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室山西太原030051 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

航空发动机内部温度和热辐射的不均匀分布可能导致叶片表面出现热点,引起叶尖等区域的材料损坏。因此,监测单位时间内通过叶片表面的热量十分重要。热电堆型热流传感器以其测量范围广、稳定性好、精度高等优点,成为监测高温环境热流参... 详细信息

航空发动机内部温度和热辐射的不均匀分布可能导致叶片表面出现热点,引起叶尖等区域的材料损坏。因此,监测单位时间内通过叶片表面的热量十分重要。热电堆型热流传感器以其测量范围广、稳定性好、精度高等优点,成为监测高温环境热流参数的常用方法。本文采用丝网印刷和高温烧结工艺,在10 mm×10 mm×1 mm的99%Al_(2)O_(3)陶瓷基片上制备了Pt-Rh10/Pt热电堆型热流传感器,并搭建了热流实验平台对传感器进行测试。结果表明,该热流传感器在1 019.4℃的高温环境下,所测热流密度为179.67 kW/m^(2),输出电压为0.462 3 mV。经过3次热循环测试可知,该热流传感器的重复性偏差小于5%,具有较好的重复性。

关键词：高温环境热流监测热阻层热电效应热流传感器

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基于4H-SiC的开槽四梁式压阻式加速度计设计及仿真研究

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仪表技术与传感器 2024年第2期 11-14,35页

作者：白贵文田学东雷程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

基于4H-SiC设计了一种开槽四梁式的压阻式加速度计,通过分析开槽位置、开槽大小对传感器灵敏度及固有频率的影响确定了开槽的相关参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在不同温度场下施加不同载荷时的理论电... 详细信息

基于4H-SiC设计了一种开槽四梁式的压阻式加速度计,通过分析开槽位置、开槽大小对传感器灵敏度及固有频率的影响确定了开槽的相关参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在不同温度场下施加不同载荷时的理论电压输出。研究结果表明:该结构相较于传统双端四梁结构输出灵敏度提升51.4%,固有频率仅下降14.2%,在ANSYS 600℃的稳态温度场环境下,传感器输入载荷与输出电压成线性关系,理论满量程输出为39.71 mV。

关键词： 4H-SiC 开槽压阻式加速度计有限元方法热-力耦合仿真

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基于FPGA的多总线可动态重构监测系统

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仪表技术与传感器 2024年第3期 66-70页

作者：全贺王红亮厉智强王浩王学斌中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室北京宇航系统工程研究所

针对传统多总线数据监测系统中存在的数据传输实时性不高、系统硬件占用资源多、系统可维修性低等问题,设计了以FPGA为核心,以多路RS422、RS232、1553B总线作为通讯接口,以信息识别、信息提取、数据融合、多总线动态重构、双冗余传输为... 详细信息

针对传统多总线数据监测系统中存在的数据传输实时性不高、系统硬件占用资源多、系统可维修性低等问题,设计了以FPGA为核心,以多路RS422、RS232、1553B总线作为通讯接口,以信息识别、信息提取、数据融合、多总线动态重构、双冗余传输为主要功能模块,以信道速率动态调节的RS422为数据传输路径,采用双冗余传输方式,依据FPGA标准化设计思路,提出了基于FPGA多总线动态重构监测系统设计方案。实验测试结果表明:在20、60、-40℃环境温度下,多总线动态重构时间均小于1 s,数据传输误码率远低于0.02%,系统工作稳定,满足设计需求。

关键词： FPGA 多总线动态重构数据融合双冗余

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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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