可寄生式双极电感绝对角度传感器研究

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。

基于电涡流的多周期双极直线位移传感器

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。

一种灵敏度漂移自补偿型MEMS电场传感器

针对温度和应力变化带来的电场传感器灵敏度漂移和测量误差问题,该文提出一种具有灵敏度漂移自补偿功能的微机电系统(MEMS)谐振式电场传感器。传感器结构中,感应电极用于测量外部电场,参考电极用于监测可动结构振动信息;基于振动相位和锁相环技术实现传感器谐振频率自动跟踪,利用参考电极输出信号对感应电极输出信号进行实时补偿,提高传感器灵敏度的稳定性。该文开展了敏感结构设计和理论分析,研制出传感器样机,并进行了样机标定测试。测试结果表明,在±18 kV/m电场范围内,传感器线性度达到0.21%,3个往返行程总不确定度达到1.34%;在–40℃~70℃温度范围内,灵敏度相对漂移量小于3.0%,具有良好的灵敏度漂移自补偿效果。

基于共面去耦结构的空间三维电场测量方法

为了准确测量空间3维电场,解决作用于电场传感器的电场各分量之间的耦合干扰问题,该文提出一种新型的基于共面去耦结构的空间3维电场探测方法。区别于在空间的X,Y,Z 3个方向上进行3维布置传统测量思路,该文提出采用3个不共线的平面分布电场敏感单元,利用电场耦合灵敏度矩阵实现电场3个正交分量的准确解调。采用3个基于微机电系统(MEMS)技术的振动微结构电场敏感单元成功制作出3维电场传感器样机。该文设计出一种可实现任意角度旋转的新的传感器夹具,并构建了3维电场测试标定系统。实验表明,该文研制的3维电场传感器可实现电场3个分量的准确测量,结构简单,消除了3个电场分量之间的耦合干扰,提高了测量精度。

一种基于MEMS芯片的新型地面大气电场传感器

该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm×5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号检测方法,设计出了满足环境适应性的传感器整体结构方案,并建立了传感器的灵敏度分析模型。对电场传感器进行测试,测量范围为-50 k V/m^50 k V/m,总不确定度为0.67%,分辨力达到10 V/m,功耗仅为0.62 W。外场试验结果表明,MEMS地面大气电场传感器在晴天和雷暴天的电场探测结果,与Campbell公司场磨式电场仪探测结果都有较好的一致性,说明该传感器能满足预测雷暴要求,实现雷电监测和预警功能。

基于MEMS技术的非接触式人体静电测量装置

为解决传统非接触式静电仪工作时振动或旋转部件裸露在外,无法在静电高危区域使用,难以测量运动人体带电情况等难题,该文研制出基于MEMS电场传感器的非接触式静电测量装置。提出一种新型检测电极与敏感芯片相连结构,显著增大了电场感应面积,增强了灵敏度。设计11个检测电极分布式布置形成门体结构,成功实现人体头、肩、臂、手、腿、脚部位在运动过程中带电情况的同时测量。基于金属仿真带电人体,提出模拟应用现场的标定方法,准确实现了静电安检门的标定。该静电测量装置具有无裸露可动部件、安全性高、环境适应性强等突出优点,满足粉尘浓度高、易燃油气浓度高等恶劣环境下的使用需求。试验结果表明,该装置测量范围为-30~30k V,分辨力优于50 V,总不确定度优于3%。

一种电极型MEMS电场传感器封装结构

为了提高MEMS电场传感器敏感芯片封装的环境适应性,该文提出一种新型的电极型MEMS电场传感器封装结构。区别于将传感器敏感芯片及探头放置于被测环境中,该文通过在MEMS电场传感器封装管壳外部增加封装电极,仅将封装电极暴露在被测环境中,有效避免了传感器敏感芯片封装管壳受到多种恶劣环境的干扰。研制出基于新型封装结构的MEMS地面电场传感器及探空电场传感器,仿真及试验结果表明,该结构传感器能够实现对电场高精度准确测量,在高湿、低温等恶劣环境下输出稳定可靠。

谐振式微型电场传感器芯片级真空封装及测试

为了降低传感器的驱动电压,提高该器件的品质因数和信噪比,该文研究封装材料和工艺对真空封装性能的影响,针对一种微机电系统(MEMS)谐振式微型电场敏感结构芯片,采用独特的共晶键合技术,实现该传感器的芯片级真空封装。实验结果表明,该传感器封装后的品质因数达到了30727.4,是常压封装的500倍;该封装器件具有更低的驱动电压,只需要直流分量100 m V和交流分量60 m Vp-p,与常压测试时相比,分别只有原来的1/200和1/16。

基于MEMS器件的高精度动态倾角传感器研制

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。

智能气调和智能通风系统应用试验

智能气调系统能自动检测仓内气密性,并根据仓内的氧气浓度情况,及时准确的采用上充气、下充气或负压充气等多种形式进行富氮低氧储存。智能通风系统在人工结合粮情测控的基础上,根据外温外湿和粮堆表面的温湿度,自动开关窗口和风机,基本实现智能通风。

用于伺服定位实验系统的高精度磁编码器设计与研制

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。

平房仓整仓充氮试验

整仓充氮技术不仅满足了富氮低氧储粮的基本要求,并且可以快速达到害虫致死浓度,节省薄膜费用,降低保化人员的劳动强度。

基于MEMS的距离自适应型非接触静电仪

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%。

遮阳网控温储粮试验

在仓顶安装遮阳网后,试验仓仓温和粮堆平均温度明显低于对照仓,同时脂肪酸值上升速度也有所减缓。遮阳网隔热控温储粮是一种经济、有效的控温方式。

浅圆仓四种通风方式比较试验

根据桂中地区的气候特点,对高粮层的浅圆仓采用轴流风机与离心风机混合通风或单独使用四种通风方式进行对比,结果表明,浅圆仓适合前期轴流风机结合后期离心风机混合通风,功率大的离心风机比功率小的通风效果要好,如果减少离心风机的使用数量,在达到降温目的的同时,也能在节能降耗上取得较好的效果。

玉米粉生产葡萄糖技术研究

分别用玉米淀粉和玉米粉进行酸酶法和双酶法处理制取葡萄糖 ,对玉米粉替代玉米淀粉进行了经济分析 ;实验证明采用半湿法玉米粉作为淀粉糖的原料是可行的。采用新工艺技术和酶技术 ,降低产品成本和提高产品质量是入世后提高国际竞争力的唯一出路。

套球壳型非接触式交流验电装置研究

该文提出一种基于套球壳型电场探头的非接触式交流验电装置。套球壳型结构类似差分结构,可消除共模干扰噪声的影响。建立套球壳型结构的电场分布理论模型,得到外球壳表面的感应电荷密度和电场探头的灵敏度表达式。提出电场探头的等效电路模型,并设计了接口电路,最终成功研制出非接触式交流验电装置样机。测试结果表明:已研制样机的电压输出与施加电场之间有良好的线性关系,线性度达到0.66%,并且测试结果与计算结果有较好的一致性;当样机在0~45°范围内转动时,其输出的电压值仅降低了4.0%,说明验电装置的小角度旋转基本上不影响验电的准确性;越接近输电线路,样机输出的电压值的增大速度越快,阈值易于识别,说明越容易验电。

规范管理 创新求实 不断提升粮库规范化管理水平

近年来,广西壮族自治区南宁粮食储备库坚持以＂保持广西示范库,建设全国一流储粮企业＂为总目标,以＂守住管好广西粮仓＂为总要求,努力探索＂绿色储粮、经济储粮＂的新技术、新方法、新途径,不断取得工作新成效。该库于2006年荣立广西壮族自治区粮食系统集体二等功,2008年被广西壮族自治区粮食局评为＂广西壮族自治区储备粮管理示范库＂,2010年被国家粮食局评为＂全国粮油仓储规范化管理先进企业＂,2014年被人力资源和社会保障部、国家粮食局授予＂全国粮食系统先进单位＂荣誉称号。