Novel Fiber Optic Temperature Sensor with Full Compensation Based on Optical Absorption

A novel system configuration of fiber optic sensor based on optical abso rption is proposed. Several compensation measures are discussed. A simulated exp eriment is designed and the output curve of system is given. The experiment al result shows that these compensation measures are effective on dynamic distu rbances which are caused by background light and optical fiber bend. In addition , the drifts in the light source intensity, fiber losses, and photodetector effi ciency are also compensated.

带温度补偿的改进型注塑机锁模力传感器设计与实现

目前国内外注塑机行业所使用的实时在线锁模力传感器均为双侧半桥模式,且大部分不带哥林柱温度补偿功能,因此在精度、分辨率等性能上还有较大的提升空间。设计了一款双侧全桥并带哥林柱温度补偿的改进型注塑机锁模力传感器,并进行了上机验证。单个锁模力传感器主要由两片受力敏感片和两片不受力温度补偿片组成,每根哥林柱的两侧各使用一个传感器,组成双侧类全桥电路进行锁模力检测。实验结果表明,与目前行业普遍采用的双侧半桥模式锁模力传感器相比,本改进型传感器在不同锁模力载荷下,精度更高,线性度更好;四个通道的拟合决定系数R2均在0.9997以上,最大绝对误差为25 kN,最大相对误差为3.753%,最大锁模力重复性精度为2.430%。

基于红外测温的模块化多电平换流器故障自动化诊断技术

模块化下多电平换流器各个模块之间持续不间断运行,容易产生过热故障,以人工为主的过热故障检测存在明显弊端。以红外测温为技术支持,提出一种针对该故障的自动化诊断方法。通过对模块化的多电平换流器故障与温度之间的关联进行分析;使用红外热像仪按周期采集温度图像,通过分析图像中的温度异常和变化模式,结合红外测温算法与关联性分析结果,不同类型的过热故障通常会导致热点或温度异常现象的出现,对这些异常现象进行观察和分析,可以准确判断是否存在故障,并进一步确定故障的具体类型。经实例检验,该项技术能够准确诊断出换流器常见故障类型,检出指数与隔离指数高达0.971和0.953,且诊断用时短,仅需77.94 ms,具有优异的诊断准确度和高水平的诊断效率。

基于透射图融合的图像传感信号温度漂移智能补偿方法

不同空间环境温度影响图像传感信号,导致图像传感信号出现温度漂移的问题,为了提升图像传感信号温度漂移补偿效果,提出基于透射图融合的图像传感信号温度漂移智能补偿方法。该方法详细分析了温度对图像传感信号的影响,确定图像传感信号的温度漂移问题,根据分析结果,引入透射图融合方法,增强处理图像传感信号质量,结合最小二乘拟合方法,构建图像传感信号智能补偿模型,修正图像传感信号,实现图像传感信号温度漂移补偿。实验结果表明,通过分析采用该方法补偿的图像传感器信号,补偿误差仅为0.65×104,补偿消耗时间不超过0.4 s,验证了该方法的有效性和可行性。

地表相对介电常数实时监测系统设计

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。

基于温度补偿算法的精密压力传感器设计

阐述以电阻应变片组成的压力传感器的设计,它作为压力采集元件,将微伏级信号进行高增益差分放大并进行滤波。单片机对信号进行软件滤波,针对传感器的非线性误差进行曲线拟合以及温度补偿,最终输出到LCD显示设备,并带有人机对话通道,对压力传感器进行智能标定。

基于MLX90640的红外热成像腐蚀性液体测温仪设计

红外热成像相对于传统测温方法可以实现对腐蚀性液体的远距离非接触式测温,具有安全、准确、快速等特点。运用红外热成像技术原理,以STM32F407微处理器为控制核心,设计了一款基于MLX90640的红外热成像腐蚀性液体测温仪。阐述了微处理器、红外阵列传感器、锂电池充放电模块、显示模块和存储模块的选型设计过程,介绍了针对传感器数据处理、液晶图像数据显示和FATFS文件系统移植的软件设计方案,对设计中运用的距离补偿算法和双线性插值算法作了详尽分析。实验结果表明,该系统测温准确、体积轻便,能够有效测量腐蚀性液体的温度。

基于光纤测温传感器的水电厂轴瓦测温数据误差补偿方法

针对光纤测温传感器的测温数据产生误差的问题,提出基于光纤测温传感器的水电厂轴瓦测温数据误差补偿方法。依据光纤测温传感器感温原理,计算分析测温数据的动态误差与特性,基于反滤波技术设计反滤波器,恢复原始测温数据,补偿水电厂轴瓦测温数据误差。实验结果显示,在不同信噪比环境下,该方法的测温数据误差减小值较大,误差补偿效果较好。

超声波测距仪的设计

介绍了利用微处理机控制单元 (MCUmicroprocessorcontrolunit)控制的超声测距仪的原理 :由MCU控制时间计数 ,计算超声波自发射至接收的往返时间 ,从而得到实测距离。给出了系统构成、电路原理及程序设计。并且在数据处理中采用了温度补偿和修正量的调整。此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高和流程清晰等优点。

畜禽体温自动监测技术及应用研究进展

体温是衡量畜禽健康状况的重要生理指标,快速准确的测温方法是进行疾病监测及诊疗的有效手段。该文针对目前畜禽养殖行业采用的体温监测技术及其发展进行阐述,重点比较了体内和体外两大类自动化测温技术的优缺点以及应用场景;详述了红外体表测温、数据传输与网络以及体温自动监测等技术在畜禽生产性能、健康监测以及行为监测等方面的应用。分析了自动测温技术存在着设备安装、数据传输、温度补偿模型建立等难点,同时表明在无创测温、测量精度、测温部位以及畜禽舍环境调控等方面应作为改进研究重点,并提出体外检测非接触式红外热成像自动测温技术以其快速、高效、无应激等优点,将成为畜禽养殖体温监测研究及应用发展的重点方向。

电涡流传感器温度漂移分析及补偿实现

大温差环境下检测线圈阻抗是导致传感器输出漂移的主要环节。对检测线圈阻抗温度漂移进行了理论分析 ,电阻温度漂移改变了阻抗 ,间隙对传感器温度灵敏度的影响很小 ,即不同间隙下温度漂移量认为是相同的。提出对检测线圈进行串联负温度系数 (NTC)电阻补偿 ,并采用修正表算法来减小检测线圈带来的温度漂移。对漂移补偿后的传感器进行了实验验证。

风电母线槽热故障状态在线监测系统

风力发电机组容量的不断增大,使得母线槽电力传输系统成为风电输送的主导。风电塔筒由于长期承受各种风况的作用而发生振动,从而引起其内部母线槽连接处的固定螺栓松动和导电排之间的相互摩擦,并使得连接处的接触电阻增大和发热的不断加重,进而破坏母线槽的绝缘性能,甚至造成短路故障。针对这一问题,以红外测温技术为基础,首次提出了一种风电母线槽发热故障在线监测方法。考虑到母线槽所处的特殊环境,设计了专用的红外测温传感器,利用最小二乘算法对温度进行标定,并结合温度补偿法提高了传感器的精度。为了保证数据通信的稳定性,系统采用了RS-485网络及ZigBee无线MESH网络。在现场测试过程中,该系统能够实现母线槽发热故障的实时监测、定位和预警。

一种温度补偿式光纤氢气检测技术

基于非本征法布里-珀罗光纤传感检测技术,分析研究了氢敏薄膜特性,实现了氢气传感单元设计及制作,简要介绍了传感器结构、制作方法、镀膜工艺及设备。通过分析氢气浓度与法布里-珀罗腔长变化间的关系,建立了光纤法布里-珀罗氢气传感理论模型。为增强系统工程实用性,着重研究了传感器温度与氢气浓度交叉敏感问题,并利用温度补偿技术消除环境温度干扰。介绍了温度补偿原理并构建实验设备,最后通过氢气浓度响应实验及温度特性实验,证明理论公式推导结果与实验数据吻合较好,且氢气传感器温度敏感性降低。此设计具有一定工程实用价值。

基于C8051F120的高精度全天候超声测风仪的设计

本文在传统超声波测风仪的基本原理上,通过测量介质中温湿度数据并且进行有效的调节,进而补偿雨雾等环境因素影响,设计了一种具有温湿度传感器的全天候超声测风仪。文中详细阐述了超声测风仪的方法研究和系统结构,通过实验证明该装置可以实现全天候精确测量风速与风向,测量误差2%,为在恶劣环境下超声测风的应用提供了有效的设计方法。

谐振筒式液体密度传感器的设计

短筒谐振式密度传感器是以短筒谐振管为核心,基于正反馈原理,由激振元件、拾振元件、谐振子和放大电路组成的高品质闭环谐振系统.采用有限元法分析方法,研究计算了圆筒谐振子的静力学特性和模态响应等动力学特性;设计了短筒谐振管传感器和闭环振荡电路及单片机信号处理系统;分析了温度、压力、黏度等因素对测量结果的影响,对传感器进行了标定,并采用温度补偿方法提高了传感器的测量精度.实验表明20℃时传感器测量结果的不确定度为0.96kg/m3.圆筒谐振燃油密度传感器测量精度达到0.4kg/m3.

基于彩色CCD的比色测温校正方法

基于彩色CCD的比色测温技术是当前高温测量领域中的研究热点之一。被测物体的发射率随辐射波长变化以及CCD光谱响应特性非理想是该方法的主要误差来源。通过对比色测温原理和CCD成像原理的分析,提出了含有发射率校正系数和CCD响应带宽校正系数的比色测温公式,以减少CCD光谱响应特性非理想和被测辐射体发射率变化带来的测量误差。提出利用黑体炉实验标定CCD响应带宽校正系数a、b,利用现场实验标定发射率校正系数c。实验表明,本方法能有效地减小测温误差,具有较强的实用性。

反射温度补偿法及其实验验证

为补偿环境辐射对红外测温的影响,根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理,提出了反射温度补偿法。介绍了该方法的原理,给出了该补偿方法的理论计算公式。相关实验显示,在被测物体周围存在高温物体的情况下,采用提出的反射温度补偿法可补偿高温物体的反射能量。红外反射镜的选取与被测物体的表面状况有关,若被测物体可视为朗伯体,则可选铝箔为红外反射镜;若被测物体为非朗伯体,则需选用与被测物体表面结构相似的材料为红外反射镜。经过反射温度补偿,能较为准确地得到朗伯体的表面温度,误差可控制在2%以内;该方法亦能够较大地提高对非朗伯体的测温精度,其误差不超过5%。这些结果表明该方法简单易行,精度较高,适用于大部分的红外热像仪。

基于振弦式传感器的测频系统设计

为了满足大型结构安全监测中振弦式传感器的数据采集需求,提出了一种用等精度测频实现振弦式传感器频率测量的实用方法,并给出了具体的硬件电路,系统硬件分为3部分:激振电路、测振电路、温度补偿电路。应用AT89C52单片机实现等精度测频的原理、实用电路,具有测频范围宽和测量精度高等特点,且应用AT89C52单片机实现激振频率可控。测频系统具有硬件电路简单,激振可靠、激振频率可控,温度补偿可以减小温度对振弦式传感器频率测量的影响,提高测量精度。

一种自适应安装的高精度图像式角位移测量装置

采用图像探测器的角位移测量技术可实现高精度高分辨力角位移测量。为提高角位移测量装置的鲁棒性,本文设计了一种自适应安装的高精度图像式角位移测量装置。其装调过程非常简便,且可以保证在标定光栅存在偏心时具有高分辨力和高精度测量输出。首先,提出了基于双线阵图像传感器的测角装置设计原理,并设计了单圈绝对式标定光栅。然后,采用基于质心算法的高分辨力细分算法进行细分,并采用双线阵图像传感器对测角误差进行误差补偿。最后,设计实验装置测试自适应安装的性能。实验结果表明,当标定光栅的偏心度在±1 mm以内时,所设计装置可以实现高精度和高分辨力的角位移测量。本文所设计的装置可以在标定光栅存在±1 mm的安装偏心时保证输出精度,为小型角位移测量装置适应性的提高给出了解决方案。

温度不敏感光纤光栅大电流传感器

为了实现高压传输电线上电流的测量,设计了一种基于超磁致伸缩材料的温度不敏感光纤光栅大电流传感器。该电流传感器具备温度补偿的特点,避免了超磁致伸缩材料热胀冷缩对传感器的影响,消除了光纤光栅的温度-应变交叉敏感问题,同时增大了光纤光栅的应变,提高了测量精度。实验结果表明,在-10～70°C的温度变化范围内,补偿后光纤光栅的温度系数约为4.38×10-4nm/°C,约为补偿前的1/23。传感器的布拉格波长漂移与电流变化具有较好的线性度,温度变化影响很小。螺线管电流灵敏度为1.9127nm/A,与理论值的相对误差为0.26%。理论与实验结果符合较好,表明该传感器结构是可行的。