霍尔效应式力传感器的温度补偿

针对霍尔效应式力传感器温度漂移的问题,提出了混沌自适应鲸鱼优化BP神经网络(CIWOA-BP)的温度补偿新模型。该模型通过Cubic映射作为初始鲸鱼种群生成方法,以提高种群的质量和分布均匀性。引入自适应权重调整鲸鱼的收缩包围机制,提高算法的全局搜索能力和收敛性。利用CIWOA算法对反向传播(back propagation,BP)神经网络的初始权值和阈值进行优化,使模型具有更好的测量精度和稳定性。研究结果表明,温度补偿以后霍尔效应式力传感器的灵敏度温度系数αs由5.08×10^(-3)/℃减少至9.8×10^(-5)/℃,减小了2个数量级,温度附加相对误差由补偿前的19.82%减小到了0.38%,减小了52倍以上,从而有效的减弱了温度对测量结果的影响。

一种高精度组合式力传感器的结构设计与分析

文中介绍了一种高精度组合式力传感器。该组合式力传感器将三个经溯源的高精度小量程力传感器耦合连接组成一大量程力传感器,对其进行受力分析与实验验证。结果表明,该组合式力传感器可保证在大量程下的准确度,同时具有稳定、可靠的优势。

自制数字化教具,赋能创新型课堂——以“力传感器式凹凸桥演示器”为例

基于传统数字秤式凹凸桥演示器钢球运动时间短,指针晃动剧烈,压力难以精确测量的弊端,自制力传感器式凹凸桥演示器,有利于开阔学生视野,发展创新思维,提升核心素养.

利用组合式力传感器设计片剂硬度仪测量装置

提出了一种基于组合式力传感器设计的片剂硬度仪测量装置,通过小量程力传感器和大量程力传感器的转换扩大测量范围,实现在无拆卸的情况下对片剂硬度仪进行自动化测量。利用测量数据对片剂硬度仪的示值误差进行不确定度评定,实验结果表明利用组合式力传感器设计的测量装置测量范围从测量上限的10%~100%扩展到2%~100%,测量装置可保障片剂硬度仪的校准结果准确可靠。

SOI基底上制备的用于检测机器人手指接触力的微压阻式力传感器

为了使工业机器人可以稳定、高效地完成夹持任务,设计并制备了三种不同结构的微压阻式力传感器。利用热氧化、硼扩散掺杂、光刻、反应离子刻蚀、物理气相沉积和阳极键合等微电子机械系统(MEMS)加工工艺在绝缘体上硅(SOI)基底上制备出了尺寸均为2 mm×2 mm×0.5 mm的三种微压阻式力传感器。通过封装前后对三种传感器在z方向上的应力灵敏度测试,结果表明第二种传感器的灵敏度较佳,封装前可达0.18 mV/mN,封装后仍可达0.096 mV/mN,仅减少了0.084 mV/mN,仍具有良好的线性关系,输出特性的趋势与预计一致。同时,这三种不同结构的传感器各方向之间的串扰均小于5%,非线性小于满量程的3%。通过封装前后力传感器性能对比,为优化此类传感器设计提供了实验数据,为后续配置在机器人的指尖上实现高效、稳定的操作提供了参考。

一种基于垫片式力传感器的螺栓组连接预紧力测量方法

螺栓(或螺钉)组连接是航空航天等机电产品装配中最常用的连接方法之一。针对目前螺栓组连接中的预紧力测量难且过分依赖拧紧力矩的问题,提出一种基于垫片式力传感器的螺栓组连接预紧力测量方法,可直接测量螺栓组中各螺栓在拧紧过程中及拧紧之后的预紧力。该方法通过垫片式力传感器采集螺栓预紧力,通过对传感器信号的调理、采集以及数据处理、显示和存储完成螺栓组中的各螺栓预紧力采集。最后,研制了便携式的螺栓组预紧力测量装置并进行了应用验证。试验表明该测量方法及装置适合实验室、装配现场、振动等环境中监测螺栓组拧紧过程中以及拧紧之后各螺栓的预紧力。

谐振式力传感器敏感结构的研究

利用材料力学及弹性力学法 ,对石英晶体谐振式力传感器的悬臂梁结构进行了研究 ,得出了双梁单岛及三梁单岛悬臂梁结构的力转移系数 ,在与实验结果进行了比较后证明 。

力平衡式加速度传感器的性能评价方法

以SLJ-100型力平衡式加速度传感器为例,介绍了力平衡式加速度传感器的工作原理及系统动力方程.基于系统动力方程,计算了功能试验响应及频率响应,以功能试验为基础,建立一套确定传感器固有频率及阻尼比值的方法.分析试验结果表明,阻尼比值对传感器的幅频特性及相频特性具显著影响,其最佳选择范围为0.68 ～0.70.最后以传感器的自振特性及性能评价为基础,提出了基于功能试验的力平衡式加速度传感器的性能评价方法.

力平衡式传感器在力测试系统实验的应用

将力平衡式传感器应用于力测试系统实验 ,可使测量精度、灵敏度和稳定性等指标大大提高。文章阐述了将涡流传感器。

扩大柱式力传感器量程的一种方法

本文介绍了一种扩大柱式力传感器量程的方法.在不改变传感器原有性能和结构的情况下,使小负荷传感器的量程扩大一倍或数倍,并且给出了量程增大机构的工作原理及设计方法.

小量程应变计式力传感器

两端固定梁中心受力时 ,梁上各处的应变是中心对称的 ,在梁极大应变处 (即两端点和中心处 )对称的粘贴 8片箔式应变计 ,并把它们连接成一电桥 ,利用电桥的输出与梁中心受力间的线性关系即可由电桥的电流输出得到梁中心的受力大小 ,本文利用此原理设计了一种应变计式力传感器 。

阵列式柔性力敏传感器的平衡校准标定方法

阵列式柔性力敏传感器在国家安全、医疗健康、工业制造、人机交互等领域发挥着重要作用,但由于材料和制备工艺等因素,传感器存在误差。针对阵列式柔性力敏传感器的一致性问题和反馈值补偿问题,分析其产生的原因,提出并设计了气压型一体化标定台和相应的平衡校准标定方法。标定台使用气泵作为压力源,通过硅胶膜将压力传导至传感器;平衡校准标定方法首先使用基于Q值检验的离群值处理方法对传感器各敏感点进行平衡,然后引入LMBP算法进行校准。实验表明:R^(2)大于0.997,误差小于2.7%F.S,该标定方法实时性和准确性高,操作简单,具有很好的实用性。

双十字轴对称式结构压磁式力传感器设计与研究

该研究针对拖拉机电液提升设备所用的压磁式力传感器进行了分析,设计了一种双十字轴对称式力传感器。改进传感器励磁磁芯结构并增加励磁磁芯的数量,增大了磁场偏置程度,实现了同时检测两个方向上的作用力,也实现了同时检测多个剪切面上的作用力,更加符合拖拉机电液提升设备的实际使用状况,提高了传感器灵敏度。建立了传感器磁路数学模型,并根据数学模型在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,通过仿真和实验对传感器静态性能进行分析,验证了该传感器不存在因自身结构改进而产生零点漂移现象,得到了不同作用力下的传感器输出特性,验证了传感器磁路数学模型推导的正确性,显示出该传感器具有较高的灵敏度,能更好的适用于拖拉机电液提升设备。

石英谐振式力传感器测试系统的设计

石英谐振式力传感器是一种输出为频率信号的数字式传感器。测试系统包括测量电路、测量控制软件和数据分析软件三部分 ,提供了一个集数据采集、检测、分析、处理为一体的测试系统。从工程实际出发 ,论述了该类传感器测试系统的开发与研究 ,并编制了相应的软件。

液体表面张力系数测定

利用硅压阻式力传感器测量液体的表面张力系数,改变了传统测量微小拉力的方法,实现了非电量的电测。在测量了多种液体的表面张力系数后,又测量了不同质量分数的乙醇溶液的表面张力系数,研究了混合溶液的表面张力系数与溶液质量分数的关系。实验方法简便易行,直观可见,既提高了实验的准确度,又有助于物理概念的理解。

车载式拖拉机座椅舒适性测试系统的研究

应用美国模拟器件公司的 ADXL 10 5微型力平衡式加速度传感器、美国 Cygnal公司 F32 0型单片机组成车载式拖拉机座椅舒适性测试系统 ,系统易标定、成本低、供电方式简单。试验结果表明 ,在其他条件相同时 ,拖拉机座椅固有频率只要避开人体敏感的频率范围 ,座椅的舒适性就能得到明显的改善。

穿心式索力传感器在预应力孔道摩阻系数测定试验中的应用

成灌铁路某桥采用48 m后张法预应力混凝土梁,施工方案为移动模架施工,除第一孔能满足两端张拉外,其余孔跨均需采用单端张拉,为满足设计要求,准确测定预应力孔道的摩阻系数对指导施工具有重要的意义。试验采用穿心式索力传感器测定预应力张拉力,该类传感器通常用于斜拉索、吊杆等桥梁结构的测量,通过对数据的细致分析,验证该传感器在预应力孔道摩阻系数测定中应用的可行性。

立式金属罐底量增量测量方案论证

针对目前立式金属罐使用过程中无法实现对底量增量的实时监测,而仅是利用空罐测得的静态底量值来加以近似表示,以致影响计量精度这一现状,运用物理、声、电等各类变送器,设计出了四种测量方案,用以实现对底量变化的跟踪检测,并在对不同方案的利弊进行比较论证后选定投入式液位计构建了检测系统,同时还展望了未来立式罐底量增量测量的发展趋势。

应变计式力传感器对高速拉伸载荷振荡的改善

采用液压伺服试验机进行高速拉伸试验是获得材料动态力学特性最直接的实验手段,但在较高拉伸应变速率下,经常会产生载荷振荡问题。以宝钢牌号为B410LA与DP1180两种钢作为研究对象,采用试验机自带的压电式力传感器与改进的应变计式力传感器,在不同应变速率下进行单向拉伸试验。通过对比不同应变速率下的时间-载荷曲线,发现随着应变速率的增加,压电式力传感器的振荡幅度增加明显,应变速率达到500 s-1及以上,载荷振荡幅度达到30%~40%,影响载荷的测量精度;采用应变计式力传感器,在拉伸应变速率小于500 s-1的试验情况下,时间-载荷曲线上所显示得到的振荡的幅度控制在10%的范围内。

汽车变速器支撑力的测量研究

针对变速器支撑在试车场道路耐久试验中的失效问题,为测量变速器支撑在试验中承受的载荷,文章提出了两种测量方法,并通过实车道路测试对比这两种方法的测量结果。同时,还测量了变速器支撑在试车场滥用试验中所承受的最大载荷,为变速器支撑的优化设计提供依据。