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关键词： 霍尔效应   线性霍尔传感器   气动控制   智能控制   超低功耗  

摘要： 为了克服线性位移动态测量中机械结构磨损大、精度低等缺点,研制了一种低功耗线性位移霍尔传感器,具有功耗低、线性度好、精度高、抗干扰性强等优点。同时,基于线性霍尔传感器技术和新型压电阀控制技术,推出了一款国产新型霍尔式智能气动控制器。与传统连杆式产品相比,具有一系列优点,譬如无接触、无机械磨损、滞后小、结构简单可靠、运行寿命长、精度高等[1-2]。

关键词： distributed force sensor   wearable robotics   physical human-robot interaction   pressure-sensitive insole  

摘要： We present a sensor technology for the measure of the physical human-robot interaction pressure developed in the last years at Scuola Superiore Sant'Anna. The system is composed of flexible matrices of opto-electronic sensors covered by a soft silicone cover. This sensory system is completely modular and scalable, allowing one to cover areas of any sizes and shapes, and to measure different pressure ranges. In this work we present the main application areas for this technology. A first generation of the system was used to monitor human-robot interaction in upper- (NEUROExos;Scuola Superiore Sant'Anna) and lower-limb (LOPES;University of Twente) exoskeletons for rehabilitation. A second generation, with increased resolution and wireless connection, was used to develop a pressure-sensitive foot insole and an improved human-robot interaction measurement systems. The experimental characterization of the latter system along with its validation on three healthy subjects is presented here for the first time. A perspective on future uses and development of the technology is finally drafted.

关键词： Microwave sensor   Annular flow   Multiphase   HFSS simulator   Resonance frequency  

摘要： Accurate monitoring of a multiphase fluid flow in a dynamic pipeline is a significant problem in the oil industry. For efficient management of oil field wells, a real-time online system with capabilities to monitor fractions of oil, gas and water in oil production pipelines is required. These parameters determine the oil quality and inform how much water, oil and gas is produced from oil wells. This paper reports on the development of a novel non-intrusive sensor, which is based on electromagnetic waves cavity resonator. It determines and monitors the percentage volumes of each of the two phases (oil and gas) in the pipeline using the resonant frequencies shifts that occur within the resonator. A laboratory prototype version of the sensor system was constructed and tested. Experimental results were in good correlation with theoretical model that was simulated with High Frequency Structure Simulation (HFSS) software. Reported system will form the basis for the advanced real-time multiphase fluid composition monitoring platform. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

ISBN: (纸本)9787301221105

关键词： 传感器   汽车工业   电子技术   微电子机械系统   信息  

摘要： 安全、舒适、无污染、经济性一直是汽车工业和用户追求的目标,实现这些目标的关键在于汽车的电子化和智能化,先决条件则是各种信息的及时获取,这势必要求在汽车中大量采用各种传感器。

关键词： 巨磁阻抗效应   弱磁传感器   非晶丝   微弱信号检测   磁异常检测  

摘要： 利用地磁场匹配技术,可实现水下航行器的辅助导航。目前水下航行器导航的方法如惯性导航、声学导航、重力场导航、航位推算、惯性导航/GPS组合导航等都有一定的局限性,而地磁辅助导航由于无源、自主、无累积误差、隐蔽性好等优点,近年来激起了国内外学者的研究兴趣。地磁辅助导航的关键技术之一就是如何实现微弱磁场的有效测量。与现有的基于巨磁电阻效应、霍尔效应、磁通门和超导量子干涉技术等磁传感器相比,巨磁阻抗(Giant Magneto-Impedance,GMI)效应磁传感器具有分辨力高、响应速度快、体积小、功耗低等优点。因此,开展GMI效应磁传感器及其微弱信号检测技术专题研究,具有重要的理论意义与应用价值。本文研究了基于GMI效应的弱磁传感器若干关键技术,并探讨了GMI弱磁传感器在磁异常信号检测中的应用。主要研究与实验内容归纳如下:(1)研究了GMI效应的影响因素和材料类型,结果表明:材料类型和处理方式不同,GMI效应会有很大的不同,如经过适宜退火处理后的钴基非晶丝和非晶薄带具有更好的性能指标。探讨了GMI效应的产生机理,指出目前已有的各种GMI效应理论模型只能给出近似的解释,甚至只能定性描述。设计了非晶丝样品材料GMI效应的测量试验,发现其最大阻抗变化率可达到160%。(2)针对传统GMI磁探头信号采用峰值检测电路的不足,特别是难以检测信噪比小于0d B的含噪信号,提出并设计了两种新型的磁探头信号检测电路系统:一是基于正交矢量锁定放大器的GMI效应磁传感器检测电路,二是基于差分放大器的GMI效应磁传感器检测电路。对于前者,针对传统电压放大器在增益带宽积和转换速率方面的缺陷,设计了基于两种电流放大器的高频正交振荡器激励电路,并分别利用仿真验证了它们的性能。对于后者,将非晶丝磁探头的输出信号经信号调理后直接进行高频采样,然后送入基于FPGA和DSP的高速数字信号处理系统,利用软件方法提取微弱信号的特征。(3)提出了基于小波变换和相关分析的复合式检测方法,实现对非晶丝GMI磁探头低信噪比信号的检测与估计。其基本原理是,将含噪的采样信号进行小波分解后提取出真实信号的波形特征,并通过与参考信号作相关分析,从而得到真实信号的幅值,最后再利用标准磁场强度进行标定。针对分解层数越多数据越稀疏从而难以看清信号波形全貌的不足,采用快速小波分解的多孔算法。针对相关函数计算过程中数据点数过多则会导致乘法运算次数过大,采用基于FFT的快速算法。针对GMI磁探头激励信号的两种形式,分别利用复合式检测方法进行了仿真实验验证。结果表明:利用这种复合式GMI磁信号检测方法,可实现信噪比低至-15d B微弱信号的检测。(4)研究了基于GMI磁传感器的微弱磁异常信号检测技术,包括基于信号特征的标准正交基函数(Orthonormal Basis Functions,OBF)检测法和基于噪声特征的熵检测法。针对基本OBF检测法中的缺陷,提出了基于自适应AR模型预白化的改进OBF检测法;针对OBF法需要较多先验知识的缺陷,研究了基于噪声特征的熵检测法。仿真结果表明,这两种算法可用于检测微弱磁异常信号。

关键词： 微机械   谐振   压力传感器   谐振器   激励   检测  

摘要： 硅微机械谐振压力传感器是目前精度最高、长期稳定性最好的压力传感器之一,是航空航天、工业过程控制和其他精密测量领域压力测试的最佳选择。系统阐述30年来国内外硅微机械谐振压力传感器技术的研究成果,简单介绍硅微机械谐振压力传感器的分类及工作原理,针对压力敏感膜片与谐振器复合结构和振动膜结构两种主要的芯体结构形式,详细论述硅微机械谐振压力传感器的研究历史、主要研究机构、国内外发展现状以及最新的研究成果,重点根据不同激励与检测方式对各种硅微机械谐振压力传感器的芯体结构进行深入分析比较。在此基础上,总结归纳不同芯体结构及其激励与检测方式的特点,并对硅微机械谐振压力传感器的未来发展趋势进行展望。

关键词： 气体传感器   液体传感器   环境检测  

摘要： 传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器，其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物；液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词： HYDROCARBONS   SPECTRUM analysis   INFRARED spectra   FOURIER transform infrared spectroscopy   TETRACHLOROETHYLENE  

摘要： Chlorinated aliphatic hydrocarbons and chlorinated aromatic hydrocarbons (CHCs) are toxic and carcinogenic contaminants commonly found in environmental samples, and efficient online detection of these contaminants is still challenging at the present stage. Here, we report an advanced Fourier transform infrared spectroscopy-attenuated total reflectance (FTIR-ATR) sensor for in-situ and simultaneous detection of multiple CHCs, including monochlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, trichloroethylene, perchloroethylene, and chloroform. The polycrystalline silver halide sensor fiber had a unique integrated planar-cylindric geometry, and was coated with an ethylene/propylene copolymer membrane to act as a solid phase extractor, which greatly amplified the analytical signal and contributed to a higher detection sensitivity compared to the previously reported sensors. This system exhibited a high detection sensitivity towards the CHCs mixture at a wide concentration range of 5~700 ppb. The FTIR-ATR sensor described in this study has a high potential to be utilized as a trace-sensitive on-line device for water contamination monitoring.

关键词： 自动化技术   包装机械   传感器技术   现场总线技术  

摘要： 我国早已进入了机械化产业的发展时代,自动化、智能化生产是当前我国各行各业共同的发展趋势。因此,为了进一步实现包装机械行业的自动化与智能化,需要积极、科学的将结合了信息技术、控制技术的自动化技术应用在机械包装生产全过程中,以实现高速、成套、自动化、智能化的机械包装,保障包装机械生产的稳定性与可控性。在此,文本将对自动化技术在包装机械行业中的应用进行一定的研究。