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基于Ansoft的同面电容传感器的研究与仿真
被引量:
2
1
作者
庞宇
董恩生
+1 位作者
吴云靖
江钦龙
《计测技术》
2010年第6期11-13,共3页
阐述了利用同面电容传感器对复合材料进行无损检测的原理,运用AnsoftMaxwell有限元分析软件对不同极板间距和屏蔽电极形式的传感器进行仿真计算,比较分析了不同极板间距的传感器产生的电场强度变化趋势,研究了不同屏蔽电极对传感器检测...
阐述了利用同面电容传感器对复合材料进行无损检测的原理,运用AnsoftMaxwell有限元分析软件对不同极板间距和屏蔽电极形式的传感器进行仿真计算,比较分析了不同极板间距的传感器产生的电场强度变化趋势,研究了不同屏蔽电极对传感器检测特性的影响。仿真结果表明:传感器极板间距越大,检测深度越大,检测特性越好;在3种屏蔽电极中,环形屏蔽电极的检测特性最好。
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关键词
复合材料
无损检测
同面电容传感器
ANSOFT
MAXWELL
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职称材料
同面阵列电容传感器输出信号质量评估研究
2
作者
李瑞航
张玉燕
+2 位作者
温银堂
潘钊
李泓漾
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期915-921,共7页
通过有限元仿真和实验系统评估了3×4阵列电极同面电容传感器电极对输出信号质量。结果表明,减少电极间距和增加接触边缘长度有利于提高电极对输出信号质量。提出了一种评估同面电容传感器输出信号质量的指标——电极利用率。对不...
通过有限元仿真和实验系统评估了3×4阵列电极同面电容传感器电极对输出信号质量。结果表明,减少电极间距和增加接触边缘长度有利于提高电极对输出信号质量。提出了一种评估同面电容传感器输出信号质量的指标——电极利用率。对不同独立电极数量电极利用率的输出信号质量进行了评估。结果表明,增加独立电极数量只能在一定程度上增加有效输出信息,且引入大量噪声。随着独立电极数量增加,电极利用率下降,解释了独立电极数量增加输出信号质量反而下降的原因。图像重建结果与电极利用率分析结论一致。实验和仿真结果验证了电极利用率评估多电极同面电容传感器输出信号质量的有效性。该方法和结论可为同面电容传感器阵列电极设计和输出信号处理提供参考。
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关键词
电容
层析成像
同面
阵列
电容
检测
同面电容传感器
信号质量评估
电极利用率
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职称材料
基于ANSYS的同面多电极电容传感器仿真研究
被引量:
4
3
作者
吴云靖
董恩生
+1 位作者
庞宇
江钦龙
《计测技术》
2010年第4期9-11,56,共4页
同面多电极电容传感器是一种新的飞机复合材料构件损伤检测技术,该检测技术的正问题中敏感场分布函数的计算要涉及到静电场中电容计算问题。在仿真研究中,电容要通过场的数值计算方法来求得。本文介绍了如何使用ANSYS有限元分析计算同...
同面多电极电容传感器是一种新的飞机复合材料构件损伤检测技术,该检测技术的正问题中敏感场分布函数的计算要涉及到静电场中电容计算问题。在仿真研究中,电容要通过场的数值计算方法来求得。本文介绍了如何使用ANSYS有限元分析计算同面多电极电容传感器中的各电极对之间的电容,对检测材料发生异常及传感器参数改变时电容的变化进行了分析,为损伤检测的特征提取和逆问题图像重构提供了仿真数据。
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关键词
同面电容传感器
复合材料
损伤检测
ANSYS
有限元
仿真计算
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职称材料
用于地表相对介电常数测量的同面极板电容传感器优化设计
4
作者
李胤演
行鸿彦
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1626-1634,共9页
在雷暴云定位中,地表相对介电常数测量传感器至关重要,但当前传感器设计高度依赖仿真,缺少理论支撑。基于同面极板电容传感器测量原理,利用保角变换和单元积分法,分别建立传感器的电容信号测量和电场分布模型,得到不同极板参数与信号测...
在雷暴云定位中,地表相对介电常数测量传感器至关重要,但当前传感器设计高度依赖仿真,缺少理论支撑。基于同面极板电容传感器测量原理,利用保角变换和单元积分法,分别建立传感器的电容信号测量和电场分布模型,得到不同极板参数与信号测量灵敏度和测量范围的关系,并进行实际验证。结合应用场景,进一步优化极板设计。最终,共设计了三组极板,每块极板长300 mm,宽100 mm,极板间距为1 mm,极板宽度与极板间距比值为100∶1。经实际测试,传感器在60 mm的测量范围内,测量相对误差小于10%。
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关键词
地表相对介电常数
同面
极板
电容
传感器
PDE仿真
极板设计
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职称材料
地表相对介电常数实时监测系统设计
5
作者
李胤演
行鸿彦
+1 位作者
李浩琪
张怀洲
《电子测量技术》
北大核心
2023年第15期45-51,共7页
在雷暴云定位中,地表相对介电常数的测量至关重要。为解决地表介质连续监测难的问题,分析同面极板电容传感器测量原理,建立同面极板电容传感器理论模型,结合实际地表监测应用环境,完成传感器设计;引入电介质的德拜弛豫关系,研究契合地...
在雷暴云定位中,地表相对介电常数的测量至关重要。为解决地表介质连续监测难的问题,分析同面极板电容传感器测量原理,建立同面极板电容传感器理论模型,结合实际地表监测应用环境,完成传感器设计;引入电介质的德拜弛豫关系,研究契合地表介质测量的最佳驱动信号频率;设计信号调理电路,进行温湿度补偿,利用最小二乘法线性拟合最佳数据匹配函数,提高测量精度。实验结果表明,该系统测量误差小于5%,能够有效的对地表相对介电常数进行实时监测。
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关键词
地表相对介电常数测量
同面
极板
电容
传感器
温湿度补偿
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职称材料
相对介电常数实时监测系统设计
被引量:
4
6
作者
季鑫源
行鸿彦
徐伟
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2016年第2期42-44,共3页
为解决相对介电常数的快速测量以及长时间监测其随环境变化的问题,在研究不同填充介质对共面平板电容量值影响的基础上,提出了用同面电容法测量材料的相对介电常数。设计了包含同面多电极电容传感器、电容测量电路、单片机控制与液晶显...
为解决相对介电常数的快速测量以及长时间监测其随环境变化的问题,在研究不同填充介质对共面平板电容量值影响的基础上,提出了用同面电容法测量材料的相对介电常数。设计了包含同面多电极电容传感器、电容测量电路、单片机控制与液晶显示电路的测量系统,实现了相对介电常数测量。实验结果表明:该系统能有效地测量固体材料的相对介电常数,精度可达到5%。测量系统无需制样,只需将传感器测量区域靠近待测目标即可实现快速测量和长时间在线监测。
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关键词
相对介电常数
同面电容传感器
电容
测量
STM32单片机
串行液晶
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职称材料
基于PCA-GA-RSPSVM的复合材料损伤检测技术研究
被引量:
9
7
作者
张宝印
董恩生
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2017年第9期1402-1407,共6页
针对复合材料损伤检测数据少、效率低等问题,提出一种基于主元分析(PCA)和改进的轮换对称分块支持向量机(RSPSVM)的损伤识别算法,并用其进行飞机复合材料构件损伤检测。首先,算法对平面多电极电容传感器检测模型等面积剖分,获取足够多...
针对复合材料损伤检测数据少、效率低等问题,提出一种基于主元分析(PCA)和改进的轮换对称分块支持向量机(RSPSVM)的损伤识别算法,并用其进行飞机复合材料构件损伤检测。首先,算法对平面多电极电容传感器检测模型等面积剖分,获取足够多复合材料检测样本;然后引入遗传算法(GA)改进RSPSVM获得更好的分类性能,并且结合PCA提取主特征向量用于降低特征向量维度和缩短训练时间,将新的特征集送入改进的RSPSVM算法,实现PCA-GA-RSPSVM识别算法;最后,用3种复合材料样板的实测值对算法进一步验证。经过仿真数据与实测数据的验证,有效的验证了PCA-GA-RSPSVM算法应用于飞机复合材料构件损伤检测的有效性。
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关键词
支持向量机
主元分析
同面电容传感器
损伤检测
复合材料
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职称材料
新型管件探测器的研制
8
作者
周健
杨子亮
+2 位作者
胡骁蛟
张露
李旭宇
《中国仪器仪表》
2010年第7期32-34,共3页
介绍一种应用同面电容式传感器的便携式墙体内浅层管件探测器。针对小电容检测问题,应用微分放大式检测电路,采用加保护电极的方法以抗干扰。对墙体模型的实测实验表明,该探测器能很好地检测出墙体内浅层管件,有效解决国内浅层墙体内非...
介绍一种应用同面电容式传感器的便携式墙体内浅层管件探测器。针对小电容检测问题,应用微分放大式检测电路,采用加保护电极的方法以抗干扰。对墙体模型的实测实验表明,该探测器能很好地检测出墙体内浅层管件,有效解决国内浅层墙体内非金属管件的探测问题,具有较强的实用价值。
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关键词
管件探测
同面
电容
式
传感器
微分放大电路
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职称材料
题名
基于Ansoft的同面电容传感器的研究与仿真
被引量:
2
1
作者
庞宇
董恩生
吴云靖
江钦龙
机构
空军航空大学
出处
《计测技术》
2010年第6期11-13,共3页
文摘
阐述了利用同面电容传感器对复合材料进行无损检测的原理,运用AnsoftMaxwell有限元分析软件对不同极板间距和屏蔽电极形式的传感器进行仿真计算,比较分析了不同极板间距的传感器产生的电场强度变化趋势,研究了不同屏蔽电极对传感器检测特性的影响。仿真结果表明:传感器极板间距越大,检测深度越大,检测特性越好;在3种屏蔽电极中,环形屏蔽电极的检测特性最好。
关键词
复合材料
无损检测
同面电容传感器
ANSOFT
MAXWELL
Keywords
composite materials
nondestructive test
uniplanar capacitive sensor
Ansoft Maxwell
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
同面阵列电容传感器输出信号质量评估研究
2
作者
李瑞航
张玉燕
温银堂
潘钊
李泓漾
机构
燕山大学测量技术与仪器重点实验室
出处
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期915-921,共7页
基金
河北省自然科学基金(F2021203024)
河北省科技计划项目(216Z1704G)。
文摘
通过有限元仿真和实验系统评估了3×4阵列电极同面电容传感器电极对输出信号质量。结果表明,减少电极间距和增加接触边缘长度有利于提高电极对输出信号质量。提出了一种评估同面电容传感器输出信号质量的指标——电极利用率。对不同独立电极数量电极利用率的输出信号质量进行了评估。结果表明,增加独立电极数量只能在一定程度上增加有效输出信息,且引入大量噪声。随着独立电极数量增加,电极利用率下降,解释了独立电极数量增加输出信号质量反而下降的原因。图像重建结果与电极利用率分析结论一致。实验和仿真结果验证了电极利用率评估多电极同面电容传感器输出信号质量的有效性。该方法和结论可为同面电容传感器阵列电极设计和输出信号处理提供参考。
关键词
电容
层析成像
同面
阵列
电容
检测
同面电容传感器
信号质量评估
电极利用率
Keywords
electrical capacitance tomography
co-planar array capacitance testing
co-planar capacitance sensor
signal quality evaluation
electrode utilization rate
分类号
TB971 [机械工程—测试计量技术及仪器]
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于ANSYS的同面多电极电容传感器仿真研究
被引量:
4
3
作者
吴云靖
董恩生
庞宇
江钦龙
机构
空军航空大学控制工程系
出处
《计测技术》
2010年第4期9-11,56,共4页
文摘
同面多电极电容传感器是一种新的飞机复合材料构件损伤检测技术,该检测技术的正问题中敏感场分布函数的计算要涉及到静电场中电容计算问题。在仿真研究中,电容要通过场的数值计算方法来求得。本文介绍了如何使用ANSYS有限元分析计算同面多电极电容传感器中的各电极对之间的电容,对检测材料发生异常及传感器参数改变时电容的变化进行了分析,为损伤检测的特征提取和逆问题图像重构提供了仿真数据。
关键词
同面电容传感器
复合材料
损伤检测
ANSYS
有限元
仿真计算
Keywords
unilplanar capacitance sensor
composite materials
damage detection
ANSYS
finite element
simulation
分类号
TB971 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
用于地表相对介电常数测量的同面极板电容传感器优化设计
4
作者
李胤演
行鸿彦
机构
南京信息工程大学电子与信息工程学院
南京信息工程大学
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1626-1634,共9页
基金
国家重点研发计划(2021YFE0105500)资助项目
国家自然科学基金(62171228)资助项目。
文摘
在雷暴云定位中,地表相对介电常数测量传感器至关重要,但当前传感器设计高度依赖仿真,缺少理论支撑。基于同面极板电容传感器测量原理,利用保角变换和单元积分法,分别建立传感器的电容信号测量和电场分布模型,得到不同极板参数与信号测量灵敏度和测量范围的关系,并进行实际验证。结合应用场景,进一步优化极板设计。最终,共设计了三组极板,每块极板长300 mm,宽100 mm,极板间距为1 mm,极板宽度与极板间距比值为100∶1。经实际测试,传感器在60 mm的测量范围内,测量相对误差小于10%。
关键词
地表相对介电常数
同面
极板
电容
传感器
PDE仿真
极板设计
Keywords
relative permittivity of the earth’s surface
capacitance sensor with plates on the same plane
PDE simulation
plate design
分类号
TH702 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
地表相对介电常数实时监测系统设计
5
作者
李胤演
行鸿彦
李浩琪
张怀洲
机构
南京信息工程大学电子与信息工程学院
出处
《电子测量技术》
北大核心
2023年第15期45-51,共7页
基金
国家重点研发计划(2021YFE0105500)
国家自然科学基金(62171228)项目资助
文摘
在雷暴云定位中,地表相对介电常数的测量至关重要。为解决地表介质连续监测难的问题,分析同面极板电容传感器测量原理,建立同面极板电容传感器理论模型,结合实际地表监测应用环境,完成传感器设计;引入电介质的德拜弛豫关系,研究契合地表介质测量的最佳驱动信号频率;设计信号调理电路,进行温湿度补偿,利用最小二乘法线性拟合最佳数据匹配函数,提高测量精度。实验结果表明,该系统测量误差小于5%,能够有效的对地表相对介电常数进行实时监测。
关键词
地表相对介电常数测量
同面
极板
电容
传感器
温湿度补偿
Keywords
surface relative permittivity measurement
capacitive sensor on the same plane
temperature and humidity compensation
分类号
TH89 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
相对介电常数实时监测系统设计
被引量:
4
6
作者
季鑫源
行鸿彦
徐伟
机构
南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心
出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2016年第2期42-44,共3页
基金
国家自然科学基金(61072133)
江苏省产学研联合创新计划(BY2013007-02,BY2011112)
中国气象局大气探测重点开放实验室开放课题(KLAS201407)
文摘
为解决相对介电常数的快速测量以及长时间监测其随环境变化的问题,在研究不同填充介质对共面平板电容量值影响的基础上,提出了用同面电容法测量材料的相对介电常数。设计了包含同面多电极电容传感器、电容测量电路、单片机控制与液晶显示电路的测量系统,实现了相对介电常数测量。实验结果表明:该系统能有效地测量固体材料的相对介电常数,精度可达到5%。测量系统无需制样,只需将传感器测量区域靠近待测目标即可实现快速测量和长时间在线监测。
关键词
相对介电常数
同面电容传感器
电容
测量
STM32单片机
串行液晶
Keywords
relative dielectric constant
coplanar capacitive sensor
capacitance measurement
STM32 MCU
serial TFT LCD
分类号
TH89 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
基于PCA-GA-RSPSVM的复合材料损伤检测技术研究
被引量:
9
7
作者
张宝印
董恩生
机构
空军航空大学
出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2017年第9期1402-1407,共6页
基金
装备维修科学与改革项目(2011325)资助
文摘
针对复合材料损伤检测数据少、效率低等问题,提出一种基于主元分析(PCA)和改进的轮换对称分块支持向量机(RSPSVM)的损伤识别算法,并用其进行飞机复合材料构件损伤检测。首先,算法对平面多电极电容传感器检测模型等面积剖分,获取足够多复合材料检测样本;然后引入遗传算法(GA)改进RSPSVM获得更好的分类性能,并且结合PCA提取主特征向量用于降低特征向量维度和缩短训练时间,将新的特征集送入改进的RSPSVM算法,实现PCA-GA-RSPSVM识别算法;最后,用3种复合材料样板的实测值对算法进一步验证。经过仿真数据与实测数据的验证,有效的验证了PCA-GA-RSPSVM算法应用于飞机复合材料构件损伤检测的有效性。
关键词
支持向量机
主元分析
同面电容传感器
损伤检测
复合材料
Keywords
support vector machine ( SVM )
principal component analysis ( PCA )
uniplanar capacitance sensor
anomaly detection
composite material
分类号
TB33 [一般工业技术—材料科学与工程]
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
新型管件探测器的研制
8
作者
周健
杨子亮
胡骁蛟
张露
李旭宇
机构
长沙理工大学汽车与机械工程学院
出处
《中国仪器仪表》
2010年第7期32-34,共3页
基金
大学生创新试验计划项目(编号:081053612)
文摘
介绍一种应用同面电容式传感器的便携式墙体内浅层管件探测器。针对小电容检测问题,应用微分放大式检测电路,采用加保护电极的方法以抗干扰。对墙体模型的实测实验表明,该探测器能很好地检测出墙体内浅层管件,有效解决国内浅层墙体内非金属管件的探测问题,具有较强的实用价值。
关键词
管件探测
同面
电容
式
传感器
微分放大电路
Keywords
Pipes measurement Planar capacitance sensor Differential enlargement electric circuit
分类号
TP21 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Ansoft的同面电容传感器的研究与仿真
庞宇
董恩生
吴云靖
江钦龙
《计测技术》
2010
2
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职称材料
2
同面阵列电容传感器输出信号质量评估研究
李瑞航
张玉燕
温银堂
潘钊
李泓漾
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
3
基于ANSYS的同面多电极电容传感器仿真研究
吴云靖
董恩生
庞宇
江钦龙
《计测技术》
2010
4
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职称材料
4
用于地表相对介电常数测量的同面极板电容传感器优化设计
李胤演
行鸿彦
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
5
地表相对介电常数实时监测系统设计
李胤演
行鸿彦
李浩琪
张怀洲
《电子测量技术》
北大核心
2023
0
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职称材料
6
相对介电常数实时监测系统设计
季鑫源
行鸿彦
徐伟
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2016
4
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职称材料
7
基于PCA-GA-RSPSVM的复合材料损伤检测技术研究
张宝印
董恩生
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2017
9
下载PDF
职称材料
8
新型管件探测器的研制
周健
杨子亮
胡骁蛟
张露
李旭宇
《中国仪器仪表》
2010
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职称材料
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