检索结果-内蒙古大学图书馆

电子器件 2023年第2期46卷 437-442页

作者：崔永俊杨阳阳侯钰龙中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室仪器与电子学院山西太原030051

由于风速风向对帆船等移动平台的影响,需要实现对风速风向的动态测量,因此设计了一款基于时差法的正四面体非正交结构超声波阵列的动态测量系统。该系统通过测量超声波在顺风和逆风下传播的速度不同,结合测量装置的结构解析,得到风速风... 详细信息

由于风速风向对帆船等移动平台的影响,需要实现对风速风向的动态测量,因此设计了一款基于时差法的正四面体非正交结构超声波阵列的动态测量系统。该系统通过测量超声波在顺风和逆风下传播的速度不同,结合测量装置的结构解析,得到风速风向和俯仰角,利用磁力计补偿方位信息数据和中值滤波算法,解决了在移动平台上实时动态采集风速风向和俯仰角的问题。经实际测试,系统风速测量误差在±1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,俯仰角测量偏差不超过1°,达到预期设计要求。

关键词：风速风向动态测量正四面体非正交结构方位信息补偿时差法中值滤波算法

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退火条件对磁控溅射MgO-Ag_(3)Sb-Sb_(2)O_(4)柔性薄膜热电性能的影响

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无机材料学报 2022年第12期37卷 1302-1310页

作者：刘丹赵亚欣郭锐刘艳涛张志东张增星薛晨阳中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 西安理工大学电子工程系西安710048

MgAgSb是一种具有潜力且元素储量相对丰富的室温热电材料,有望用于构建高性能可穿戴温差电池。本研究尝试在聚酰亚胺(PI)基底上磁控溅射制备MgAgSb薄膜,并系统研究退火条件对其热电性能的影响。结果表明样品未形成纯相的MgAgSb柔性热电... 详细信息

MgAgSb是一种具有潜力且元素储量相对丰富的室温热电材料,有望用于构建高性能可穿戴温差电池。本研究尝试在聚酰亚胺(PI)基底上磁控溅射制备MgAgSb薄膜,并系统研究退火条件对其热电性能的影响。结果表明样品未形成纯相的MgAgSb柔性热电薄膜,而是形成了由Ag_(3)Sb、MgO及Sb_(2)O_(4)多相组成的柔性薄膜,其中Ag_(3)Sb起主要热电功能。不同气氛退火可以显著提升MgO-Ag_(3)Sb-Sb_(2)O_(4)(Mg-Ag-Sb)柔性薄膜的热电性能,其中真空处理性能最佳。在真空条件下,随着退火温度升高,柔性薄膜的热电性能呈现先增加后减少的趋势,当退火温度为573K时热电性能最佳,室温附近功率因子达到74.16μW·m^(-1)·K^(-2)。并且,薄膜表现出较好的柔性,弯曲900次后,电导率仅变化了14%。本研究为MgAgSb柔性热电薄膜的制备及可穿戴应用提供了参考。

关键词： MgAgSb 退火处理热电性能柔性薄膜

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基于复合振动能量采集器的自供电无线传感微系统研究

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机械工程学报 2021年第8期57卷 57-64页

作者：薛晨阳张浩凌崔娟刘丹崔丹凤郑永秋中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

工业机械装备的在线实时状态监测和故障预警是保障工业生产安全、提高工业生产效率的重要手段。目前大多数机械装备的状态监测设备都存在体积大、功耗高的问题,并且依赖于电缆或化学电池供电,机动性、灵活性、环境适应性差。本文提出了... 详细信息

工业机械装备的在线实时状态监测和故障预警是保障工业生产安全、提高工业生产效率的重要手段。目前大多数机械装备的状态监测设备都存在体积大、功耗高的问题,并且依赖于电缆或化学电池供电,机动性、灵活性、环境适应性差。本文提出了一种基于复合振动能量采集器的高集成度自供电无线传感监测微系统,设计了压电-电磁-摩擦电三种发电方式复合的能量采集模块采集机械设备的振动能量,通过能源管理电路进行电能存储和整个系统供电。搭建了基于振动-温度高集成微纳传感芯片的环境信号采集及无线传输电路,并进行了低功耗电路设计。系统集成能源管理模块和传感电路模块后进行了采煤机状态监测测试。测试结果表明,该系统能够实时采集煤机装备的振动、温度信号并无线传输给上位机,同时也证明系统内的能量采集模块能够收集采煤机的振动能量并转换为电能带动传感电路模块工作,这将为工业物联网传感网络节点的自供电、无线化发展提供技术支持。

关键词：振动能量采集自供电传感监测无线传输能源管理

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基于无透镜傅里叶变换数字全息的结构形貌测量

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光通信技术 2024年第5期48卷 91-96页

作者：张娅雅段俊萍张斌珍山西科技学院山西晋城048000 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了精确测量物体的形貌信息,提出了一种基于无透镜傅里叶变换数字全息的成像系统。首先,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的成像原理,引入了倾斜平面校正方法;然后,搭建了成像系统平台,通过实验验证系统的成像性能。实验结果表明:系统... 详细信息

为了精确测量物体的形貌信息,提出了一种基于无透镜傅里叶变换数字全息的成像系统。首先,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的成像原理,引入了倾斜平面校正方法;然后,搭建了成像系统平台,通过实验验证系统的成像性能。实验结果表明:系统的实际分辨率为57.02 lp/mm。测量结果的相对误差仅为3.95%,充分验证了该系统卓越的成像性能。

关键词：数字全息形貌测量相衬成像反射式成像无透镜傅里叶变换成像

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三维正交线圈磁通信信道稳定性分析

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电子测量技术 2023年第23期46卷 175-180页

作者：韩滨澧张晓明李欣甜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

针对无线磁感应通信系统中因接收端线圈姿态变化而导致通信不稳定的问题,提出接收端采用三个相互正交的线圈的方法,以弥补单个线圈通信波动性较大的缺点。首先建立了单个线圈和全向线圈的数学模型,对磁场大小和接收端感应电压进行规律分... 详细信息

针对无线磁感应通信系统中因接收端线圈姿态变化而导致通信不稳定的问题,提出接收端采用三个相互正交的线圈的方法,以弥补单个线圈通信波动性较大的缺点。首先建立了单个线圈和全向线圈的数学模型,对磁场大小和接收端感应电压进行规律分析,最后通过仿真和试验验证了接收线圈为三维正交线圈的方法可行性。仿真和试验结果表明,三维正交线圈作为接收线圈可以有效提高无线磁感应通信系统中的感应电压值,并提升通信信道稳定性,波动性减小了95%。

关键词：磁感应通信接收线圈三维正交线圈

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基于Au纳米平行双棒超表面阵列的双Fano共振和折射率传感器特性研究

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中国光学（中英文） 2023年第4期16卷 961-971页

作者：张志东张慧男梁洁盖海霞刘艳莉朱旭鹏中北大学、仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学软件学院山西太原030051 中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 岭南师范学院物理科学与技术学院广东湛江524048

为了研究超表面结构的耦合及折射率传感特性,设计了一种由两种长度不同的纳米棒组成的二聚体结构,并研究该结构的透射光谱,共振峰处的电场和电荷分布以及结构参数对透射光谱的影响。本文采用有限元法对光学性能进行仿真分析,采用准静态... 详细信息

为了研究超表面结构的耦合及折射率传感特性,设计了一种由两种长度不同的纳米棒组成的二聚体结构,并研究该结构的透射光谱,共振峰处的电场和电荷分布以及结构参数对透射光谱的影响。本文采用有限元法对光学性能进行仿真分析,采用准静态逼近模型解释了平行双纳米棒结构的耦合机理。在共振波长上模拟电场分布,分析电子振动模式,在透射光谱中出现了不对称线型的双Fano共振。结果表明,双Fano共振是由纳米棒和衬底之间的耦合作用产生的,可以通过结构参数和周围介质的折射率来调控,且基于Fano共振的折射率灵敏度最大可达1.137μm/RIU。这些研究结果为设计等离激元传感器提供了理论依据。

关键词：等离激元超表面 Au纳米棒双Fano共振折射率传感器

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面向乳腺癌诊断的压电式微机械超声换能器的设计

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传感技术学报 2023年第9期36卷 1491-1496页

作者：刘畅程义军薛晨阳张斌珍太原工业学院电子工程系山西太原030008 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

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理... 详细信息

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理论模型。利用有限元仿真软件COMSOL建立了基于AlN薄膜的PMUT有限元模型,给出了具体的结构设计参数,并分析了静态压力、静态位移、振动模态、谐振频率、灵敏度、声阻抗等性能参数。仿真结果显示,所设计的PMUT一阶谐振频率为7.61 MHz,灵敏度为-258 dB,品质因数为380.5,有效机电耦合系数为10.2%,能够满足对乳腺软组织检测的设计需求。

关键词： PMUT AlN薄膜 COMSOL 乳腺癌

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稳健估计下三轴磁传感器误差补偿方法研究

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传感器与微系统 2025年第1期44卷 29-33页

作者：杜江波张晓明薛晓华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

在三轴磁传感器采样过程中,不可避免地出现人为干扰或环境磁场干扰,导致模值约束的椭球校准精度受到影响,因此提出了一种基于稳健估计的椭球校准算法。在椭球模型约束的最小二乘法基础下,加入稳健估计的思想,对采样数据进行弹性赋权处理... 详细信息

在三轴磁传感器采样过程中,不可避免地出现人为干扰或环境磁场干扰,导致模值约束的椭球校准精度受到影响,因此提出了一种基于稳健估计的椭球校准算法。在椭球模型约束的最小二乘法基础下,加入稳健估计的思想,对采样数据进行弹性赋权处理,多次迭代逐步减小粗差对拟合精度的影响,进而提高地磁测量的精度。仿真试验表明,稳健估计椭球拟合在有限异常值干扰下得到的校准参数,其精度相比于传统椭球拟合算法提升了1~2个数量级,且校正后的数据模值均方差改善比提高了90%以上;实测试验中,所提出的方法对磁场模值均值和均方差的改善比相较于原始算法各提高了9%和23.2%。

关键词：三轴磁传感器椭球校准稳健估计最小二乘法

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双目视觉采集处理系统设计

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火力与指挥控制 2023年第7期48卷 163-169页

作者：张宏宇焦新泉贾兴中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

近年来基于视觉的无人平台广泛应用于军事战争中的侦察、打击、运输等方面。双目视觉系统可以为无人平台提供深度信息。针对现代战争需求,设计了一种双目视觉系统,该系统基于FPGA实现了图像的采集、滤波以及畸变矫正,并为多种代价计算... 详细信息

近年来基于视觉的无人平台广泛应用于军事战争中的侦察、打击、运输等方面。双目视觉系统可以为无人平台提供深度信息。针对现代战争需求,设计了一种双目视觉系统,该系统基于FPGA实现了图像的采集、滤波以及畸变矫正,并为多种代价计算、代价聚合方法留出冗余。结果证明,该系统以较低的功耗完成图像的采集矫正,后续可适配多种算法。

关键词：双目 FPGA 图像处理双目视觉标定

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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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