检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2025年第6期 319-329页

作者：曹溪源骆益凡赵阳阳张嘉旭李楠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仪器与电子学院

激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在远距离探测中的实验参数优化和定量分析能力对于远程LIBS探测至关重要。选取铜镍镁铝合金，利用伽利略式可变焦远程LIBS探测系统在0.5～5.0 m范围内开展了延迟时间、激光能量等关键参数对LIBS信号的影响... 详细信息

激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在远距离探测中的实验参数优化和定量分析能力对于远程LIBS探测至关重要。选取铜镍镁铝合金，利用伽利略式可变焦远程LIBS探测系统在0.5～5.0 m范围内开展了延迟时间、激光能量等关键参数对LIBS信号的影响研究，评估了远程LIBS的定量分析能力。结果表明，在探测延时0～5000 ns范围内等离子体特征谱线强度整体呈现下降趋势，当激光能量由20 mJ增加至250 mJ时谱线强度整体呈现增大趋势，并且随着探测距离的增加，谱线强度近似呈指数衰减。选用不同元素含量的合金铝靶开展了远程LIBS定量分析实验，不同距离下定标曲线的相关系数均超过0.989。采用多元线性回归法预测盲样铝元素含量的误差均小于4%，证明了该系统在5.0 m探测范围内均具有良好的定性定量分析能力。研究表明LIBS在远程原位探测领域中具有巨大的应用潜力。研究结果为LIBS远程探测参数的设置与优化提供了实验依据和数据支撑。

关键词：激光诱导击穿光谱技术远程探测时间延迟激光能量定量分析

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用于仿植物生长机器人的压力、流量双闭环液驱系统

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舰船电子工程 2025年第3期45卷 217-221页

作者：黄鹏高晋阳田思雨马欣瑜马子毓中北大学动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学山西省先进制造技术重点实验室太原030051

软体机器人柔顺性高,适应性强,被广泛应用于医疗、生物、工业和可穿戴设备等领域。仿植物尖端生长机器人是一种新型软体机器人,其原理是依靠尖端外翻实现前进,目前的研究大都依靠气压驱动。流体介质中的液体和气体清洁无污染、易于获得... 详细信息

软体机器人柔顺性高,适应性强,被广泛应用于医疗、生物、工业和可穿戴设备等领域。仿植物尖端生长机器人是一种新型软体机器人,其原理是依靠尖端外翻实现前进,目前的研究大都依靠气压驱动。流体介质中的液体和气体清洁无污染、易于获得且成本低,但是气体重量轻导致承载力有限,而液体驱动相对于气体驱动能产生更大的承载力,因此论文将注射泵作为系统的动力源,将水作为介质,设计了一种注射泵水源驱动系统,可用于仿植物生长机器人的驱动。开发了压力、流量PID双闭环控制系统,可以对机器人的驱动力和运动速度进行调控。系统中设置两台注射泵,一台注射泵主要用于提供流量;另一台注射泵作为压力调节器对系统水压进行微调。STM32单片机作为系统的控制核心,采集水压和水流量数据,并将其作为反馈控制注射泵系统的运行。Matlab接收单片机采集的数据并实时绘制,便于观测。

关键词：仿植物生长机器人注射泵液压驱动 PID控制压力传感器流量传感器

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基于爆炸场的钨铼热电偶测温方法研究

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计算机测量与控制 2025年第1期33卷 114-120页

作者：李柯江梁海坚李志玲王高薛云朝中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 太原学院智能与信息工程系太原030051 北京航天长征飞行器研究所北京100076

针对大当量战斗部,爆炸热效应是非常重要的毁伤参量之一,热电偶作为使用最广泛、性价比最高的温度传感器,确保热电偶测温稳定性和瞬态温度的测试精度,是爆炸场试验和测试领域迫切需要攻克和解决的技术难题;为解决这一问题,对直径100μm... 详细信息

针对大当量战斗部,爆炸热效应是非常重要的毁伤参量之一,热电偶作为使用最广泛、性价比最高的温度传感器,确保热电偶测温稳定性和瞬态温度的测试精度,是爆炸场试验和测试领域迫切需要攻克和解决的技术难题;为解决这一问题,对直径100μm的钨铼热电偶进行了激光焊接,使用辐射法进行了静态标定,使用能够给予热电偶瞬态受迫温度激励的脉冲激光对热电偶进行了动态校准,通过数值模拟仿真与实验验证,表明利用光纤激光制造的热电偶可满足爆炸场需求;传感器重复性为98.96%、温度测试精度误差小于0.38%、传感器响应时间<6 ms、响应时间测试精度优于1%,可检测到火球热辐射信号,冲击波绝热压缩空气之后1169℃的温度曲线传递规律与数值模拟仿真得到的温度曲线规律吻合。

关键词：爆炸钨铼热电偶静态校准动态校准热辐射

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FPGA智驱多通道步进电机精密平台

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工业仪表与自动化装置 2025年第1期 103-110页

作者：李浩然李明桧甄国涌储成群刘婕臧帅辰高佳琦李文越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 中国新时代认证中心北京100022 陆军装备部驻北京地区军事代表局某军代室山西太原030000

该文给出了一种FPGA智驱多通道步进电机精密平台的设计方法。通过改进电机梯形加减速算法降低计算复杂程度,并将该算法部署到FPGA平台上与多组传感器共同工作。通过可视化的上位机界面由UART与主控板进行通信,并实现了运动参数的实时下... 详细信息

该文给出了一种FPGA智驱多通道步进电机精密平台的设计方法。通过改进电机梯形加减速算法降低计算复杂程度,并将该算法部署到FPGA平台上与多组传感器共同工作。通过可视化的上位机界面由UART与主控板进行通信,并实现了运动参数的实时下发配置,实现了对电机的精准控制。性能测试结果表明,该精密平台可以精准控制多通道步进电机启停运动,有效避免了失步和过冲,具有良好的性能。同时该平台还具有平稳的加减速曲线,原点可控,可调速度,精准步数等特点,且具备仿真验证,满足明确的需求。

关键词： FPGA 多通道步进电机加减速算法

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基于BP神经网络的压力传感器原位温度补偿技术

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测试技术学报 2025年第1期39卷 13-19页

作者：刘雨桥张姝雷程余建刚唐梦璇王涛龙梁庭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 天津津航技术物理研究所天津300308 成都天奥电子股份有限公司四川成都610037

由于压阻式压力传感器存在温度漂移,而现有的软件温度补偿方法依赖额外的温度传感器获取温度信号。为了简化这一流程,提出了一种基于BP神经网络的压力传感器原位温度补偿方法。利用多参数测量方法,仅依赖压力传感器自身的电学信号,无需... 详细信息

由于压阻式压力传感器存在温度漂移,而现有的软件温度补偿方法依赖额外的温度传感器获取温度信号。为了简化这一流程,提出了一种基于BP神经网络的压力传感器原位温度补偿方法。利用多参数测量方法,仅依赖压力传感器自身的电学信号,无需引入新的传感器,便能实现对传感器原位温度及压力的测量;进一步通过BP神经网络实现压力传感器温-压解耦及温度补偿。结果显示,补偿后传感器输出误差降低至±0.5%FS以内,零位温度漂移从0.021%FS/℃降低到0.002 5%FS/℃,灵敏度温度漂移从0.15%FS/℃降低到0.005 5%FS/℃,显著降低了零位温度漂移和灵敏度温度漂移。

关键词：压力传感器温度补偿多参数测量 BP神经网络

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基于GAN-LSTM改进T-L磁补偿方法

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电子测量技术 2025年第5期 50-56页

作者：王劲楠张晓明张鸽赵晨阳中北大学电子测试技术国家重点实验室中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室

针对无人机磁反潜任务中因机载设备、运动特性等引入的磁干扰问题，开展基于改进磁补偿模型的研究。提出了一种基于GAN和LSTM的改进T-L磁补偿模型，该模型融合了传统T-L模型在姿态相关噪声建模方面的优势、LSTM对长时间间隔依赖关系的... 详细信息

针对无人机磁反潜任务中因机载设备、运动特性等引入的磁干扰问题，开展基于改进磁补偿模型的研究。提出了一种基于GAN和LSTM的改进T-L磁补偿模型，该模型融合了传统T-L模型在姿态相关噪声建模方面的优势、LSTM对长时间间隔依赖关系的捕获能力以及GAN对数据分布特性的学习能力，从而显著提升了噪声识别精度，进一步提高了磁数据的测量准确性。仿真结果表明，补偿精度较T-L模型提高了67%,改善比达到43.67;无人机机载试验中，补偿精度提高了64%,改善比达到26.93。研究表明，该方法显著提升磁测数据的质量，为基于磁场变化的水下反潜任务提供准确的磁场。

关键词：磁反潜航磁补偿 T-L磁补偿模型神经网络

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弹底压力残缺信号的时频特征融合填充方法

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测试技术学报 2025年第2期39卷 180-189页

作者：胡晋刚原玥赵永壮王宇孙传猛武耀艳山西省工业和信息化厅山西太原030032 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

针对火炮测试中因极端环境导致的弹底压力信号残缺问题,提出基于长短时记忆网络(LSTM)与生成对抗插补网络(GAIN)的时频特征融合填充方法以提高信号填充的准确性。运用GAIN网络的对抗训练原理,深入学习信号内部的复杂规律和潜在分布特征... 详细信息

针对火炮测试中因极端环境导致的弹底压力信号残缺问题,提出基于长短时记忆网络(LSTM)与生成对抗插补网络(GAIN)的时频特征融合填充方法以提高信号填充的准确性。运用GAIN网络的对抗训练原理,深入学习信号内部的复杂规律和潜在分布特征,确保填充过程中保持信号全局结构与局部特征的一致性;采用时频特征融合策略,通过串并行双分支结构提取并融合弹底压力信号的时域与频域特征,从而全面捕捉信号的关键特征信息;引入具有时序处理能力的LSTM网络,学习并捕捉信号中的时序模式和长期依赖关系,确保填充信号在时序上的完整性和连贯性。试验结果表明:重构后的信号与完整信号高度相似,15 dB和30 dB信噪比情况下拟合优度达到0.9736和0.9968,实现了对弹底压力信号的精准填充。

关键词：弹底压力残缺信号填充时频特征融合长短时记忆网络生成对抗插补网络

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基于蓝牙通信的多路采集系统设计

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计算机测量与控制 2025年第1期33卷 204-210页

作者：周杰张晓明杜江波邱江涛中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原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 淮海工业集团有限公司山西长治046012

针对磁、惯性等传感器在转台标定及温箱试验过程中存在有线串口传输存在连接复杂、数据传输干扰严重以及受设备限制使得数据无法传输的问题进行了研究,设计了一套基于蓝牙通信技术的低功耗多路数据采集系统;该系统采用8路12位的模拟信... 详细信息

针对磁、惯性等传感器在转台标定及温箱试验过程中存在有线串口传输存在连接复杂、数据传输干扰严重以及受设备限制使得数据无法传输的问题进行了研究,设计了一套基于蓝牙通信技术的低功耗多路数据采集系统;该系统采用8路12位的模拟信号采集电路和3路数字信号采集电路,并通过混合编帧的设计将不同传输速率的传感器数据进行存储和传输,该系统采集通道可灵活配置和快速切换,可接收RS-232、RS-422和RS-485串口通信,实现了多路传感器数据的无线通信传输;试验结果表明,在转台试验和温箱试验环境下其数据有效传输距离能够达到6米左右,传输速率可达50 kbps,丢帧率低于0.1%,满足了在有线串口连接传输距离不够、受干扰严重情况下的应用,简化和改进了传统有线串口通信方式。

关键词：传感器蓝牙多路采集无线通信传输速率混合编帧

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面向CMUT的驱动电路设计和激励信号优化

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微纳电子技术 2025年第4期62卷 82-89页

作者：孙帅文何常德吴帅琦张文栋张国军杨玉华王任鑫中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

电容式微机械超声换能器(CMUT)具有微型化、易与电子产品集成、与人体组织阻抗匹配良好、机电转换效率高、灵敏度高、频带宽和成本低等优点。CMUT在医学成像、无损检测和流速测量等领域展现出极大应用潜力。针对CMUT,设计了一套高压脉... 详细信息

电容式微机械超声换能器(CMUT)具有微型化、易与电子产品集成、与人体组织阻抗匹配良好、机电转换效率高、灵敏度高、频带宽和成本低等优点。CMUT在医学成像、无损检测和流速测量等领域展现出极大应用潜力。针对CMUT,设计了一套高压脉冲激励系统,可以用于激励CMUT发送超声波。使用该系统对CMUT进行不同发射波形的测试对比。实验结果显示:在正极性偏置电压下,对上电极施加峰峰值相同的负极性脉冲方波、双极性脉冲方波和正极性脉冲方波时,负极性脉冲方波发射声压最大,双极性脉冲方波次之,正极性脉冲方波发射声压最低。在负极性偏置电压下,对上电极施加峰峰值相同的负极性脉冲方波、双极性脉冲方波和正极性脉冲方波时,正极性脉冲方波发射声压最大,双极性脉冲方波次之,负极性脉冲方波发射声压最低。

关键词：电容式微机械超声换能器(CMUT) 驱动电路,激励信号电压极性发射声压

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MEMS矢量水听器海洋环境适应性研究

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振动．测试与诊断 2021年第5期41卷 841-846,1028页

作者：张文栋张国军王盼盼梁晓琦纪松祥中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

海流、温度及压力等复杂海洋环境因素会对微机电系统(micro-electro-mechanical-system,简称MEMS)矢量水听器正常工作产生干扰,影响其对微弱声信号的拾取能力。首先,建立了基于"三明治"式抗流封装结构数学模型,通过仿真得到... 详细信息

海流、温度及压力等复杂海洋环境因素会对微机电系统(micro-electro-mechanical-system,简称MEMS)矢量水听器正常工作产生干扰,影响其对微弱声信号的拾取能力。首先,建立了基于"三明治"式抗流封装结构数学模型,通过仿真得到了不同抗流结构参数对海流噪声抑制效果;其次,利用Comsol软件仿真研究了海水温度、水深(静水压强)等变化对MEMS矢量水听器灵敏度的影响;最后,通过试验验证,得出了"三明治"式抗流封装结构具有20 dB以上的抑制流噪声能力,在0~40℃的海水温度范围内MEMS矢量水听器的灵敏度变化量小于±0.5 dB,在0~12 MPa的静水压强范围内灵敏度变化量小于±0.9 dB,与理论分析及仿真结果基本一致。

关键词：微机电系统矢量水听器流噪声仿生

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