功能核酸侧流层析传感器及其食品安全快速检测应用

食品消费的全球化及食源性疾病的增加,凸显了食品危害监测和食品安全评估的重要性,灵敏、便捷、低廉的生物传感快速检测技术成为食品安全研究热点。功能核酸(FNAs)由于具有高结合亲和力、特异性识别和催化活性、易于修饰等多种功能,被集成到侧向层析分析中构建简单且可持续的纸基层析生物传感器,以实现快速、无抗体、经济高效的靶标检测。本文主要介绍基于不同功能核酸的侧流层析传感器,包括基本原理、从样品预处理到信号转导的构建过程及在食品安全检测中的应用,对未来研究方向进行展望,以期为有效预防控制食品安全问题提供一种生物传感快速检测路径。

融合光流与MARG传感器的三维姿态测量研究

光流传感器可获取其载体的三维运动信息,近年来被广泛用于无人机等领域,但光流测量值中包含的三维角速度信息未能得到充分利用。磁强计、加速度计与陀螺仪的组合(又称MARG传感器)同样常被用于无人机实现三维姿态测量,但低成本MARG传感器精度有限。为提高姿态测量精度,提出一种采用光流传感器获取三维角速度的测量模型,并根据最小方差准则将光流传感器提取出的角速度与陀螺仪测量值进行融合,进而将融合后的角速度与加速度计、磁强计测量值进行卡尔曼滤波,从而获得三维姿态估计。实验表明,采用光流传感器能有效地获取三维角速度;将光流传感器与陀螺仪融合后可使三轴角速度均方根误差不大于1°/s;将光流传感器与MARG传感器融合后能使三维姿态角均方根误差限制在1°以内,有助于提高姿态测量的冗余度和可靠性。

一种基于服务捕获传感器异常事件的声明性方法

随着物联网的发展,大量传感器被用于检测设备状态并预测设备异常事件,由于检测数据模式分析难度大,且伴随各种维度的噪声,因此从大量传感器中获取异常事件并不容易。为了处理不确定性扰动,论文在服务抽象中增加了声明性规则,用于自适应地在受不同外部干扰的传感器中生成流事件。论文还提出了一种基于动态时间扭曲算法来获取传感器的延迟相关性的方法。

微型二维光流传感器设计

针对常规光流传感器或者功能单一,或者尺寸较大,无法应用于对负载和尺寸有严格限制场合的问题,设计了一种微型二维光流传感器。对图像插值光流算法进行了描述和仿真,仿真结果证明该算法有较好的环境适应能力和鲁棒性。对传感器硬件结构和软件流程进行了说明,并在自行研发的微型飞行器平台上进行了辅助悬停稳定性实验,结果表明该传感器可以有效减小飞行器的位置漂移,其轻质量和小尺寸适用于微型机器人平台。

基于STM32平台的CAN总线车载式漏电流数字传感器

介绍一种基于STM32平台的CAN总线车载式漏电流数字传感器的设计。在高精度模拟漏电流传感器的基础上,采用CAN总线进行数据通信,在目前高端的、低功耗、小系统设计处理器Cortex—M3(STM32)上经数字化改进而实现。该漏电流数字传感器经实验验证检测准确、响应快速、数据通信安全可靠,是目前一种先进的车载式漏电流数字传感器。实际使用时,由多个漏电流数字传感器与一台计算机互接,构成一个多点的漏电检测网络,最终实现漏电检测的综合处理。

基于茎流传感器的茎秆储水动态观测方法

植物茎秆储水每天都会发生周期性变化。针对目前缺少对草本植物茎秆储水无损测量传感器的问题,提出了一种基于茎流传感器的草本植物茎秆储水动态观测方法。该方法以温室盆栽向日葵为试验对象,通过茎流传感器及电子秤的输出,得出向日葵茎秆储水状况及其内部充放水状态切换时间。向日葵茎秆直径动态变化的观测结果进一步验证了该方法的有效性。同时,该方法还可以采集向日葵所处环境下的微气象因子变化,试验结果表明微气象因子变化是引起茎秆储水动态变化主要因素。

光流/惯导多传感器信息融合方法

将光流传感器多点布置在弹体上,建立了纵向平面内的弹体运动学模型和光流传感器量测模型,利用离散卡尔曼滤波器对光流信息和速率陀螺信息进行融合,估计弹体的高度、姿态和速度信息,并利用估计信息进行了超低空飞行的高度控制仿真,仿真结果表明:利用多个光流传感器和一个速率陀螺,可以准确地、实时地估计出弹体的高度、垂直速度、俯仰角、俯仰角速度和攻角等信息,并可利用这些信息实现导弹的超低空突防任务.

直流电流传感器高精度校准系统设计

直流电流传感器(DCCT)的测量精度是高精度直流稳流电源输出电流精度的关键影响因素之一。针对DCCT优于1×10^-5的电流测量精度,本文提出了一种通过用高准确度的直流比较仪(DCC)测量电阻原理设计的校准系统,可实现DCCT 0~400 A测量范围内的高精度校准,且在整个校准范围内系统测量的相对不确定度优于1.1 ppm。通过实验测试DCCT的准确度和线性度验证了整个校准系统的精度,为进一步提高磁铁电源的电流精度提供了保障。

数字化电源高精密电流传感器性能影响的分析

在上海光源（SSRF）数字化电源系统的研制中，建立了数字化电源高精密电流传感器（DCCT）测试系统与高性能数字化电源测试系统，针对2个系统采用设计的I／V转换箱为DCCT供电，要求一定的性能指标，进行了DCCT供电电压性能影响的实验研究分析，结果显示：DCCT的供电电压为±15V，变化小于±5％时，精度能达到0．1％，输出可达到3×10 -6 -4×10 -6的偏差，能满足系统测试的要求，实验验证了L／V转换箱的DCCT供电电压满足±15V，变化小于±5％，且精度变化优于0．01％，表明L／V转换箱DC—CT供电电压完全满足DCCT供电指标，保证了DCCT输出的性能指标，能够应用于2个测试系统。

一种单片机控制的时间差型直流漏电流传感器

通过对传统磁调制时间差型直流漏电流传感器的分析,提出了一种基于单片机(MCU,Microprogrammed Control Unit)控制检测的性能改善方案。该方案采用单片机控制全桥结构以驱动磁回路,单片机检测磁调制产生的时间差值信号,并实现电路的零磁通反馈控制。电路工作在单电源下,可以适应较宽的电源电压变化。实验电路获得了较高的测试精度。

一种新型传感结构的光纤直流电流传感器

提出了一种用于高压直流电流测量的光纤传感器的新结构,采用这种光学结构的传感器能够克服原有传感器光路在光输出不对称时,测量误差较大,无法实现对被测量高准确度解调的缺点。实验结果表明:即使双光路间的衰减系数差异5倍时,被测直流电流的相对误差小于0.2%。

绝缘漏电流传感器的低温实验研究

通过实验分析了 3种不同磁性材料绝缘漏电流传感器的低温性能 ,发现冷轧硅钢不适宜低温环境而应采用坡莫合金 ,或超微晶合金 ,这为选择适应低温环境工作的绝缘漏电流传感器提供了科学根据。

融合光流与惯性传感器的扩展卡尔曼姿态滤波

微型航姿系统(AHRS)采用三轴磁强计、加速度计和陀螺仪的组合实现三维姿态测量,广泛用于无人机飞控等领域。但AHRS利用重力矢量解算俯仰角和横滚角时,会受运动加速度影响而产生误差。现有抗扰算法本质上均依赖陀螺仪,在长时间运动加速度干扰下易造成累积误差。提出一种采用光流传感器对运动加速度进行感测和补偿的新方法,并对重力矢量和地磁矢量进行并行估计,以提高扩展卡尔曼滤波的动态性能。实验表明,当存在水平加速度影响时,所提出的算法姿态角误差比现有算法降低50%以上,可显著改善动态航姿精度。

光纤直流电流传感器模拟输出接口误差自动测试系统

为了准确评估光纤直流电流传感器模拟输出接口的测量误差,以PCI6221多功能数据采集卡为硬件平台,基于LabVIEW软件开发了一个模拟输出接口误差自动测试系统。其能够对光纤直流电流传感器模拟输出接口电压、标准直流互感器输出电压和温度传感器的输出信号进行数据采集和处理,具有实时数据显示和存储、历史数据查询与报表、局域网远端监测等功能。仿真实验结果表明,该系统运行稳定可靠,加快了光纤直流电流传感器的性能验证,具有较强的工程实用性。

基于测差原理的直流电流传感器校准技术研究

直流电流传感器将输入电流按比例转换为输出电流,比例误差是其重要的技术指标,误差值的确定是直流电流传感器合理使用的关键环节之一。传统的源表法所用商业仪器技术指标无法满足高准确度直流电流传感器(最大允许误差10;量级及以上)的校准要求。提出一种基于测量二次侧差值电流的原理,根据不同的被校比例参数特点,运用自校法、对校法和级联对校法,以标准直流电流比例值为参考,得到被校直流电流比例的实际值和误差。该测差原理降低了测量仪器的指标限定,同时减小了不确定度,满足直流电流比例类仪器的校准要求。

基于直流电流传感器的选择性漏电保护系统

针对目前矿井低压电网漏电保护系统存在的不足,设计了基于直流电流传感器检测和单片机控制的新型直流检测式选择性漏电保护系统。模拟试验表明,该系统各项性能指标均达到了设计要求,效果良好。

直流电流传感器的研究

通过对传感器样品的制作与试验过程及对实验结果进行分析，对如何利用霍尔元件制作直流电流传感器及提高传感器的测量稳定性。

采用光流传感器的三维角速度测量

光流传感器目前广泛用于无人机飞控系统中,可测量无人机相对于地面的位移和速度。光流测量值包含线运动和角运动信息,为更好地将这两部分信息进行分离和提取,提出一种线性测量模型。该模型利用3个或更多不共面的光流传感器,采用线性变换来描述光流测量值与三维线速度和角速度之间的关系。实验结果表明,采用该模型可实现基于光流的三维角速度的测量,能够代替常用的微机电系统(MEMS)陀螺仪,用于三维姿态测量,提高无人机飞控系统的可靠性和冗余度。

海洋剪切流传感器优化设计与仿真计算

剪切流传感器测量海洋湍流时其内部各部件的受力、变形及内部压电陶瓷产生的电荷量计算较为复杂,由此导致设计不精确,影响传感器性能。该文使用计算流体力学软件FLUENT对传感器工作时的受力进行分析,根据该计算结果使用有限元软件ANSYS中的压电分析单元,对传感器内部结构的变形、产生的电荷量进行计算,仿真其工作状态并得到振动特性。使用该方法能优化设计剪切流传感器,确定传感器各部件尺寸。试验证明该方法所设计剪切流传感器能够满足测量要求。

海洋剪切流传感器结构设计与试验

剪切流传感器是海洋微结构湍流测量的重要工具,传感器的结构、装配工艺以及信号处理对其性能有较大影响.本文中使用Fluent软件对传感器壳体结构进行水动力学分析,采用ANSYS软件对传感器内部结构的变形和压电效应进行计算,根据计算结果优化传感器结构.为提高传感器各部件的装配精度,设计专用夹具对其进行装配,同轴度达到0.01.mm.为处理传感器信号和标定传感器灵敏度,基于微处理芯片MSC1210与LPC2114开发出低功耗、高精度数据采集系统,并研制了标定装置.试验表明,本文中研制的剪切流传感器及数据采集系统能够满足海洋微结构湍流测量要求.