检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2022年第2期43卷 36-42页

作者：陈小丽张波李杰田跃北京科技大学数理学院北京100083 北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083

本文设计了一种非接触电感式角位移传感器,该传感器由定子和转子组成,其中转子由扇形铜箔获得,定子包含一组激励线圈,一组接收线圈以及后续处理电路。当给激励线圈通入交变电流时,相邻两个接收线圈产生的感应电动势大小相等,方向相反,... 详细信息

本文设计了一种非接触电感式角位移传感器,该传感器由定子和转子组成,其中转子由扇形铜箔获得,定子包含一组激励线圈,一组接收线圈以及后续处理电路。当给激励线圈通入交变电流时,相邻两个接收线圈产生的感应电动势大小相等,方向相反,此时感应电压为0,当转子在接收线圈上方转动时,转子中产生的涡流会导致相邻两个接收线圈感应电压产生不同的变化,经过理论与仿真分析,验证了随着转子的转动,接收线圈中感应电压的幅值呈现正余弦变化。本文编写算法对正余弦信号进行识别与校准,以定位精度为0.0003°的高精度时栅转台为基准对样机进行测试,结果表明校准完成后,在0°~360°范围内该传感器误差为0.1°,满足实际生产需求,验证了该方案的可行性。

关键词：电感式传感器角位移传感器误差校准

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可寄生式双极电感绝对角度传感器研究

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电子与信息学报 2023年第6期45卷 1944-1951页

作者：张波陈小丽郭赫男瞿金晨李杰李建华姜勇闻小龙北京科技大学数理学院北京100083 北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083 传感技术国家重点实验室上海200050

角度传感器作为电机的核心定位部件,对电机的定位精度有重要影响。该文设计了一种双极电感式绝对角度传感器,该传感器通过周期性改变线圈中感应电压的大小来测量角度,敏感结构主要包括转子和定子,可实现与电机主轴的一体化。其中转子由... 详细信息

角度传感器作为电机的核心定位部件,对电机的定位精度有重要影响。该文设计了一种双极电感式绝对角度传感器,该传感器通过周期性改变线圈中感应电压的大小来测量角度,敏感结构主要包括转子和定子,可实现与电机主轴的一体化。其中转子由内外单周期、多周期扇形铜箔组成,形成双极布局,定子由激励线圈、接收线圈以及后续处理电路组成。定子中的两组接收线圈,一组线圈由8个回路组成,对应为外沿多周期扇形铜箔,另一组由2个回路组成,对应中心180°扇形(半圆形)铜箔,两组线圈相互独立,互不影响。当转子在接收线圈上方转动时,转子中产生的涡流会使相邻两个接收线圈感应电压呈周期性正余弦形式变化。8回路线圈测量精度高,但360°内会出现多个周期信号,无法实现绝对位置测量。而2回路线圈在360°范围感应出1个周期信号,通过2回路线圈为8回路线圈提供周期数鉴别,进而解决了绝对位置测量的问题。通过算法对正余弦信号进行识别解算,以高精度转台为基准对样机进行测试,结果表明,传感器测量误差可以达到0.04°,满足电机位置控制精度要求,验证了该方案的可行性。

关键词：电机定位双极电感式角度传感器电磁感应绝对位置

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基于电涡流的多周期双极直线位移传感器

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仪器仪表学报 2023年第5期44卷 260-266页

作者：瞿金晨郭赫男李杰程灏彬闻小龙北京科技大学数理学院北京100083 北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083 传感技术国家重点实验室上海200051

传统的基于电涡流的多周期位移传感器由于输出信号的周期重复性,难以解决断电重启后的绝对位置识别问题。提出一种基于电涡流的新型双极直线位移传感器。经过理论与仿真分析,验证了随着滑片的滑动,接收线圈中感应电压的幅值呈现正余弦... 详细信息

传统的基于电涡流的多周期位移传感器由于输出信号的周期重复性,难以解决断电重启后的绝对位置识别问题。提出一种基于电涡流的新型双极直线位移传感器。经过理论与仿真分析,验证了随着滑片的滑动,接收线圈中感应电压的幅值呈现正余弦变化。设计了双极敏感结构,通过上极多周期接收线圈保证位移的精确测量。下极布置单周期接收线圈对上级所处周期进行识别。通过感应信号偏移及幅值归一化处理算法提高精度,在实验室搭建传感器样机,以高精度电控平移台进行测试。经测试,新型多周期双极电涡流直线位移传感器可以实现绝对位置测量,在0~60 mm量程内测量误差为30μm,最大非线性为0.08%。突破了传统多周期涡流式位移传感器绝对位置无法识别的局限。

关键词：电感式传感器直线位移传感器多周期绝对位置

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一种高品质因子模态局域化MEMS电场传感器

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电子与信息学报 2025年 1-8页

作者：王贵杰储昭志杨鹏飞冉莉芳彭春荣李建华张波闻小龙北京科技大学数理学院北京100083 北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083 中国科学院微电子研究所北京100029 北京信息科技大学理学院北京100192 中国科学院空天信息创新研究院北京100190

高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件，模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能，是电场传感器的重要发展方向。然而，基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象，难以读取有效振幅... 详细信息

高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件，模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能，是电场传感器的重要发展方向。然而，基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象，难以读取有效振幅信息。该文提出一种高品质因子的新型模态局域化MEMS电场传感结构，采用双端音叉设计和T形系绳固定锚点的结构以减少能量损耗，实现了高品质因子和高分辨力，有效避免了模态混叠现象。对该结构进行了理论分析和数值模拟，制备了传感器原理样机，在\begin{document}$ {10}^{-3}\;\mathrm{P}\mathrm{a} $\end{document}气压下对传感器进行了性能测试。测试结果表明，在0～90 kV/m电场强度范围内，电场传感器分辨力达\begin{document}$ 32\mathrm{ }(\mathrm{V}/\mathrm{m})/\sqrt {\mathrm{H}\mathrm{z}} $\end{document}，品质因子达42 423。

关键词：模态局域化微机电系统电场传感器高品质因子 T形系绳双端音叉

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用于实验室环境磁场检测的高灵敏度GMI磁传感器研制

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实验技术与管理 2022年第11期39卷 111-116页

作者：张波吕广炎陈小丽鞠亚坤张超北京科技大学数理学院北京100083 北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083

小型化、高灵敏、可实时精确测量实验室环境磁场的专用磁传感器,对确保实验室内精密设备仪器的正常运行具有重要意义。该文研制了一种基于巨磁阻抗(GMI)效应的磁传感器,传感器以钴基非晶丝为核心敏感材料,采用非对角激励方式测量磁场变... 详细信息

小型化、高灵敏、可实时精确测量实验室环境磁场的专用磁传感器,对确保实验室内精密设备仪器的正常运行具有重要意义。该文研制了一种基于巨磁阻抗(GMI)效应的磁传感器,传感器以钴基非晶丝为核心敏感材料,采用非对角激励方式测量磁场变化。在电路设计上,由预编程晶振与单稳态多谐振荡器构成磁传感器的激励信号发生电路,由反相缓冲器、开关检波和反相积分器构成磁传感器的信号处理电路。性能测试结果表明在–60 000~60 000 nT的磁场强度范围内,传感器分辨率可达750 pT,24 h漂移量≤3 nT,非线性度<0.5%,达到了实验室实际环境磁场测量要求。

关键词：实验室环境磁场高灵敏度巨磁阻抗效应钴基非晶丝磁传感器

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用于伺服定位实验系统的高精度磁编码器设计与研制

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实验技术与管理 2021年第10期38卷 183-192页

作者：张波李杨陈小丽鞠亚坤闻小龙北京科技大学数理学院北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083

编码器作为伺服电机系统角度检测、反馈的最核心部件,其自身定位精度至关重要。将基于隧道结磁电阻原理的磁敏芯片作为敏感元件,配合开关电源和线性电源模块形成电源系统,使用STM32F373单片机芯片及其外围电路组成信号处理微系统,使用... 详细信息

编码器作为伺服电机系统角度检测、反馈的最核心部件,其自身定位精度至关重要。将基于隧道结磁电阻原理的磁敏芯片作为敏感元件,配合开关电源和线性电源模块形成电源系统,使用STM32F373单片机芯片及其外围电路组成信号处理微系统,使用自定义基于RS-485的Modbus RTU协议进行数据传输和通信,设计和研制了一种高精度的磁电式旋转编码器,并采用自动采集系统对编码器数据进行了采集及存储。在程序设计方面,针对敏感元件的原始输出数据,设计和编写了一种数据处理、修正和校准算法,并使用MATLAB软件对编码器解算的角度数据进行了仿真、运算和验证。为进一步检验所研制的编码器在实际工况下的角度测量精度,将编码器安装在高精度时栅转台系统上进行了测试,编码器测试精度达到0.0469°,可应用于伺服电机角度反馈系统。

关键词：伺服电机反馈磁编码器单片机误差修正

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基于MEMS的距离自适应型非接触静电仪

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电子与信息学报 2021年第10期43卷 3068-3074页

作者：闻小龙杨鹏飞储昭志彭春荣刘宇涛吴双北京科技大学数理学院北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083 北京信息科技大学理学院北京100192 中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院空天信息创新研究院传感技术国家重点实验室北京100190 北京中科飞龙传感技术有限责任公司北京100083

静电场测量是检测物体是否携带过量静电最直接的手段,对于静电防护具有重要意义。传统的静电仪主要依赖固定距离测量,在被测物难以维持静止或不容易靠近时,距离改变引起灵敏度变化,造成测量误差。该文基于微机电系统电场传感器,提出一... 详细信息

静电场测量是检测物体是否携带过量静电最直接的手段,对于静电防护具有重要意义。传统的静电仪主要依赖固定距离测量,在被测物难以维持静止或不容易靠近时,距离改变引起灵敏度变化,造成测量误差。该文基于微机电系统电场传感器,提出一种可根据测试距离自适应调整灵敏度的静电测量思路:通过超声波模块测量被测物的距离,然后通过单片机查找对应的灵敏度系数,结合电场测试结果计算被测电压。针对研制的静电仪,该文提出基于实验室标定及现场标定相结合的校准方法,搭建了动态灵敏度标定系统,计算出不同测试距离、不同被测物尺寸的传感器灵敏度系数对应关系。与定距测量的传统静电仪相比,该文通过灵敏度动态标定,实现了更精确的非接触表面静电压测量;采用微机电系统电场敏感元件,具有体积小、功耗低、易集成、可批量化制备等优点,封装后无裸露可动部件,可靠性高。经第三方计量检测,在不同测试距离下的平均误差为–2.98%。

关键词：静电仪微机电系统电场传感器静电压动态标定

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基于MEMS器件的高精度动态倾角传感器研制

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仪表技术与传感器 2020年第9期 6-11页

作者：张波孙哲欧阳宁闻小龙田跃北京科技大学数理学院北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083

利用ICM20602 MEMS六轴传感器设计了一种基于自适应互补滤波的动态倾角传感器,建立误差模型对加速度计与陀螺仪输出进行校正,根据加速度的输出自适应选择互补系数以更好利用加速度计静态精度对陀螺仪漂移进行修正。基于STM32F103搭建传... 详细信息

利用ICM20602 MEMS六轴传感器设计了一种基于自适应互补滤波的动态倾角传感器,建立误差模型对加速度计与陀螺仪输出进行校正,根据加速度的输出自适应选择互补系数以更好利用加速度计静态精度对陀螺仪漂移进行修正。基于STM32F103搭建传感器实机与未经校正、使用定参数互补滤波的传感器输出进行动静态对比实验,证明该传感器在校正输出并自适应滤波后能够进行较高精度的倾角测量。

关键词：动态倾角 MEMS六轴传感器自适应互补滤波误差校正

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实验环境中主动消磁器的研究与设计

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实验技术与管理 2020年第5期37卷 116-119页

作者：张波胡成浩孙哲王鹿霞北京科技大学数理学院北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083

现代凝聚态物理学实验技术向高空间、时间分辨率和高探测灵敏度发展,对环境磁场要求极其严格。主动式消磁器是优化实验室环境磁场的一个重要手段。本文设计了基于亥姆霍兹线圈特性与Labview系统信号处理功能的新型数字式主动式消磁器。... 详细信息

现代凝聚态物理学实验技术向高空间、时间分辨率和高探测灵敏度发展,对环境磁场要求极其严格。主动式消磁器是优化实验室环境磁场的一个重要手段。本文设计了基于亥姆霍兹线圈特性与Labview系统信号处理功能的新型数字式主动式消磁器。该消磁器可以实时补偿实验室内特定频率范围的环境磁场,降低环境磁场对物理实验仪器的影响。实验证明,在不同磁场环境下应用该消磁器消磁后环境磁场可控制在50nT内,达到了电子显微镜等多种凝聚态物理学实验仪器的低磁场环境使用要求。

关键词：亥姆霍兹线圈 Labview 环境磁场实时补偿

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基于STM32的图像编码与采集系统

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电子设计工程 2018年第5期26卷 179-183页

作者：王坤丁红胜北京科技大学数理学院北京100083 北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083

随着机器视觉、模式识别、图像处理等技术的发展,图像编码与采集技术也显得越来越重要。针对图像采集系统的开发成本、开发难度以及所采集图像的清晰度方面的问题,本文采用意法半导体公司的STM32F407单片机作为主控芯片,OV2640摄像头模... 详细信息

随着机器视觉、模式识别、图像处理等技术的发展,图像编码与采集技术也显得越来越重要。针对图像采集系统的开发成本、开发难度以及所采集图像的清晰度方面的问题,本文采用意法半导体公司的STM32F407单片机作为主控芯片,OV2640摄像头模块作为图像采集模块,设计了一款低功耗、低成本的图像编码与采集系统。利用STM32的数字摄像头(DCMI)接口、直接存储器访问(DMA)等外设,以及OV2640的硬件编码能力,本系统可以采集分辨率为1600*1200的JPEG格式的图像,或者将RGB565格式的图像编码成分辨率为800*480的BMP格式图像,并将采集到的图像保存到SD卡。

关键词：嵌入式系统 STM32F4 图像编码图像采集 OV2640

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