检索结果-内蒙古大学图书馆

传感技术学报 2021年第3期34卷 413-419页

作者：王文廉牛博怀王玉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 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

设计、测试和验证了一个基于智能手机的无线、无源和便携式的尿酸分析平台。该系统集成了近场通信(NFC)模块、数据处理电路和可拆卸的印刷电极,具有无线电能采集、现场信号处理和无线数据传输能力。对尿酸的定量检测具有一定的选择性和... 详细信息

设计、测试和验证了一个基于智能手机的无线、无源和便携式的尿酸分析平台。该系统集成了近场通信(NFC)模块、数据处理电路和可拆卸的印刷电极,具有无线电能采集、现场信号处理和无线数据传输能力。对尿酸的定量检测具有一定的选择性和良好稳定性,响应电流与尿酸的浓度在0~800μmol/L范围内具有良好的线性关系,结果与专用仪器最大相对误差为6.2%。并对实际样品血清进行了测量,加标回收率为106.8%~110.1%。该平台为应用于尿酸的即时检测(POCT)提供了一种新型的无电池、无需物理连接和灵活的解决方案,可依附于手机配件,在多种场合进行尿酸自测快速分析。

关键词：电化学传感尿酸 NFC POCT

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腔体约束和纳米粒子共同作用下的激光诱导击穿光谱时间演化特性

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光谱学与光谱分析 2020年第4期40卷 1012-1017页

作者：任龙郝晓剑杨彦伟孙永凯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

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是近二十几年发展起来的一种新型材料识别及定量分析技术,它具有操作简单、迅速、可多元素同步检测、对样品几乎无损耗等优点。传统的LIBS技术发射光谱谱线强度弱,导致检测精度低。在样品表面施加腔体约束或... 详细信息

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是近二十几年发展起来的一种新型材料识别及定量分析技术,它具有操作简单、迅速、可多元素同步检测、对样品几乎无损耗等优点。传统的LIBS技术发射光谱谱线强度弱,导致检测精度低。在样品表面施加腔体约束或者沉积纳米颗粒可以大幅地增强等离子体发射光谱强度,同时检测精度以及定量分析时的准确度均可以得到有效提高。而等离子体的存活时间十分短暂,通常在1~10μs之间。采集时间延迟过短会连同背景噪声一同采集,采集延迟时间过长则有可能导致采集到的光谱强度低,因此选择合适的采集延迟时间来获取光谱数据至关重要。为了研究腔体约束和纳米粒子共同作用下激光诱导击穿光谱时间演化问题,对烧蚀合金样品产生的等离子体,采集延迟时间为0.5~5μs时等离子体时间分辨光谱。选择NiⅡ221.65 nm, CⅠ193.09 nm作为目标研究谱线,分析采集延迟时间变化对谱线强度、增强因子、信噪比等参数的影响。实验结果表明:在未加约束,腔体约束激光诱导击穿光谱(cavity confinement LIBS,CC-LIBS)、纳米粒子增强激光诱导击穿光谱(nanoparticle enhancement LIBS,NELIBS)以及两种情况共同作用下,随着采集延迟时间的增加,光谱强度均依次降低;在施加腔体约束时,采集延迟时间大于2μs后谱线强度变得很低;当表面沉积纳米粒子时,采集延迟时间大于3μs仍可以收集到可观数量的等离子体。当采集延迟时间为1μs时,双重作用下的增强因子最高,可达2.1。而当有腔体约束参与时,在采集延迟时间大于3μs后光谱强度比未加约束时更低;当只有纳米颗粒沉积时,信噪比最优,达到9.52;双重作用下信噪比的变化趋势与只有腔体约束时的变化趋势基本相同。纳米颗粒在整个采集延迟时间范围内都有助于检测样品中微量元素,而腔体约束在延迟时间大时对微量元素的检测起抑制作用。

关键词：激光诱导击穿光谱腔体约束纳米粒子时间演化

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基于改进遗传算法优化的RBFNN防摆控制研究

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国外电子测量技术 2022年第9期41卷 116-120页

作者：刘乃志张艳兵中北大学电气与控制工程学院太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对起重机吊运过程中吊重摇摆以及其数学模型高阶非线性的问题,提出利用改进遗传算法优化径向基函数神经网络(RBFNN)监督控制方法对起重机进行防摇摆和定位控制。采用拉格朗日方程建立起重机的数学模型,在传统PD反馈控制的基础上,设计... 详细信息

针对起重机吊运过程中吊重摇摆以及其数学模型高阶非线性的问题,提出利用改进遗传算法优化径向基函数神经网络(RBFNN)监督控制方法对起重机进行防摇摆和定位控制。采用拉格朗日方程建立起重机的数学模型,在传统PD反馈控制的基础上,设计了RBFNN摆角和位移监督控制器,利用RBFNN强大的自学习能力对PD控制器的输出进行在线学习并逐步取代,实现监督控制。采用改进的遗传算法对RBFNN的参数进行全局优化,摆脱了局部极值的困扰。实验结果表明,该方法能够实现在起重机精确定位的同时快速消除摆动,与模糊PID控制和模糊神经网络控制相比,获得了更好的控制效果,证明了该方法的有效性。

关键词：防摇摆控制模糊PID控制模糊神经网络 RBF神经网络改进遗传算法

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基于LVDS的高速数据传输接口优化设计

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自动化与仪器仪表 2024年第6期 220-224页

作者：赵逢锦任勇峰庞云飞中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测量技术国家重点实验室太原030051

为解决飞行试验中数据传输速率慢以及传输可靠性低的问题,设计了一种LVDS(Low Voltage Differential Signal)高速数据传输系统,在信号传输过程中用8B/10B编码方式进行编码。硬件电路以Xilinx公司的XC7A100T为主控芯片,由LVDS编解码芯片... 详细信息

为解决飞行试验中数据传输速率慢以及传输可靠性低的问题,设计了一种LVDS(Low Voltage Differential Signal)高速数据传输系统,在信号传输过程中用8B/10B编码方式进行编码。硬件电路以Xilinx公司的XC7A100T为主控芯片,由LVDS编解码芯片完成数据编码的部分,并在数据发送端加入高速驱动器,提高远距离数据传输能力,在数据接收端加入均衡器对信号进行补偿,提升信号抗干扰性能;在信号传输过程中用8B/10B编解码方式,从而实现信号的高速、低误码率传输,满足传输速率和可靠性。经试验验证,LVDS信号可以实现在130 m的传输介质中以600 Mbit/s速率的零误码传输。

关键词： LVDS传输 8B/10B编码高速数据传输

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低热零点漂移的高温绝压压力传感器

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仪表技术与传感器 2023年第2期 8-11,33页

作者：王天靖梁庭雷程王丙寅陈国锋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 内蒙古动力机械研究所内蒙古呼和浩特010000

传统的高温绝压压力传感器一般采用硅和玻璃进行阳极键合来制备绝压腔。由于高温环境下硅片和硼硅玻璃的热膨胀系数不匹配,从而产生较高的热零点漂移。文中提出了一种低热零点漂移的压力传感器设计方案,由硅-玻璃-硅的三层结构代替普通... 详细信息

传统的高温绝压压力传感器一般采用硅和玻璃进行阳极键合来制备绝压腔。由于高温环境下硅片和硼硅玻璃的热膨胀系数不匹配,从而产生较高的热零点漂移。文中提出了一种低热零点漂移的压力传感器设计方案,由硅-玻璃-硅的三层结构代替普通的双层阳极键合结构,并给出了热力学仿真模型。分析表明:改变传感器硅与玻璃的结构比例,实现应力匹配可以有效减小热应力。对芯片进行了高温实验测试,发现传感器的热零点漂移变化率减小了50%。

关键词：绝压传感器热应力热膨胀系数仿真三层键合热零点漂移

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BEMD和狼群算法的自适应PCNN图像去噪方法

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计算机应用与软件 2025年第4期42卷 251-256页

作者：杨虹晋涛申冲米康民黄纯德刘永鑫国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001 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 国网山西省电力公司山西太原030021

提出一种二维经验模态分解(Bidimensional Empirical Mode Decomposition,BEMD)和狼群算法(Grey Wolf Optimization,GWO)自适应脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)的复合图像去噪方法。通过BEMD将原始图像分解成多个二维固有模态函数分量和一个残余分量,用狼群算法对PCNN参数进行优化,对分解的各个分量进行去噪,并将去噪后的各分量进行重建得到去噪后的图像。主要优点包括:(1)有效确定PCNN关键参数,提高模型收敛速度;(2)有效解决高强度噪声的抑制问题;(3)通过对噪声点进行隔离并恢复原始像素点,最终使得图像细节信息得以完整保留。

关键词：图像去噪脉冲耦合神经网络狼群算法二维经验模态分解

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双通道红外CO_(2)气体传感器设计与实现

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舰船电子工程 2023年第5期43卷 212-216页

作者：张雅楠谭秋林张磊于可刘瑞康中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了实现对生活工作环境中CO_(2)的检测,论文基于非分光红外(NDIR)差分检测技术,设计了一种双通道红外CO_(2)气体传感器检测系统。在气室结构方面,利用单光路双波长差分检测技术,提出了一种直射型气室结构。在硬件部分,以模块化的方式... 详细信息

为了实现对生活工作环境中CO_(2)的检测,论文基于非分光红外(NDIR)差分检测技术,设计了一种双通道红外CO_(2)气体传感器检测系统。在气室结构方面,利用单光路双波长差分检测技术,提出了一种直射型气室结构。在硬件部分,以模块化的方式进行设计,包括单片机控制模块、红外光源驱动模块、电源模块和信号调理模块,提高了整个系统的信噪比。最终,搭建气体测试平台,采用标定法测量不同温度下热释电探测器两通道电压比值,经测试,该传感器可以实现在不同温度下对0~5%浓度内的CO_(2)气体进行检测,且测量误差小于0.2%,可满足消防、矿井监测等场合的需求。

关键词：非分光红外(NDIR) 气体传感器光源调制光学仿真

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考虑加权理论的风电场集群风速预测方法

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国外电子测量技术 2021年第10期40卷 34-39页

作者：陈泽慧李博李博中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

风能发电极易受风的不规则波动影响,干预了电力系统的安全稳定运行。为解决该问题,提出一种考虑加权理论的风电场集群风速预测方法。首先采用综合加权理论进行数据预处理,随后采用聚类算法将物理特性相似的风电机组构成集群,最后根据长... 详细信息

风能发电极易受风的不规则波动影响,干预了电力系统的安全稳定运行。为解决该问题,提出一种考虑加权理论的风电场集群风速预测方法。首先采用综合加权理论进行数据预处理,随后采用聚类算法将物理特性相似的风电机组构成集群,最后根据长短期记忆网络模型得到预测结果。针对风电机组运行数据中各指标权重对聚类结果影响相同的现象,基于综合加权理论对数据进行了预处理,在赋予各指标物理意义的同时有效改善了聚类效果,进而提升了预测精度。基于风电场真实监测数据对该方法的验证表明,所提出的方法具有较高的预测精度。

关键词：主成分分析 CRITIC 聚类算法长短期记忆网络综合加权理论

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热电偶无线传感器节点低功耗优化设计

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计算机测量与控制 2023年第1期31卷 294-300页

作者：尚立信焦新泉陈建军中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对飞行器内部线缆复杂度高、布线困难的问题,提出采用无线通信模式来提高传感器部署的灵活性,减少线缆运输和安装成本;为了最大程度地延长无线传感器节点的使用寿命,对热电偶无线传感器进行了节点低功耗优化设计;硬件方面,基于DPM机... 详细信息

针对飞行器内部线缆复杂度高、布线困难的问题,提出采用无线通信模式来提高传感器部署的灵活性,减少线缆运输和安装成本;为了最大程度地延长无线传感器节点的使用寿命,对热电偶无线传感器进行了节点低功耗优化设计;硬件方面,基于DPM机制设计了能量分块管理模型,核心处理器采用国产低功耗芯片GD32E230C8T6;软件方面,提出了一种基于星型拓扑结构无线传感器网络的低功耗策略,并基于此策略给出节点剩余能量数学表达式;实验结果表明,此节点处于停机储运状态下的电流低于1μA,待机模式下的电流低于23 mA,证实了所设计的热电偶无线传感器具有低功耗、稳定的特点,能有效延长节点寿命。

关键词：热电偶传感器无线传感器节点低功耗 WSNs 休眠策略星型拓扑 GD32E230 Si24R1

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太阳电池能量采集与存储系统模块化设计

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传感器与微系统 2022年第1期41卷 85-88页

作者：李正阳鲜帅穆继亮中北大学电子测试技术国防科技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

为了更加高效、便捷地从环境中获取太阳能,提出了一种基于BQ25570的太阳电池能量采集与能源存储系统模块化设计。系统由能源采集与管理模块、微处理器模块、无线传输模块、能量存储模块组成,能够将环境中的太阳能采集存储到锂电池中并... 详细信息

为了更加高效、便捷地从环境中获取太阳能,提出了一种基于BQ25570的太阳电池能量采集与能源存储系统模块化设计。系统由能源采集与管理模块、微处理器模块、无线传输模块、能量存储模块组成,能够将环境中的太阳能采集存储到锂电池中并实现系统自供能。同时,电量信息可以通过无线传输模块在上位机上实时显示。实验结果表明:本文设计实现了对不同天气条件下太阳能的采集与利用,一定程度上延长了系统的工作时间。

关键词： BQ25570芯片太阳能采集能源管理自供电无线传输电量监测

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