量子传感(Ⅱ):关键技术与典型代表

作为量子信息感知物理实现基础的量子传感技术是三大核心量子技术之一,也是发展历史最悠久、技术成熟度最高、实际应用范围最广、潜在应用最多的量子技术。文章是量子传感综述论文的第二部分,在第一部分的基础上,介绍了量子传感的关键技术以及量子传感器的典型代表。其中,关键技术方面,结合量子态的制备、操控、探测,概括了量子传感具备颠覆性能力的核心原理及技术支撑;典型代表方面,详细介绍了频率、电、磁、重力、惯性等代表性量子传感器技术,以及各类量子传感器的基本原理、实现平台及发展现状。

数字化电力装备专用传感应用需求与发展趋势

电力专用传感器是数字化电力装备实现可观、可测、可控的重要基础保障。该文面向新型电力系统建设目标,从数智化电网及智能传感器行业发展驱动政策出发,根据电网自身运行特性,分析了数字化电力装备电力专用传感技术的政策导向以及其在传感器小型化、多参量集成感知、一二次融合技术、可靠性与环境适应性、智能化等方面的需求。此外,该文围绕传感器敏感元件、制备技术、测试与校准、通信网络和能量收集技术,对传感器行业的现状和发展趋势进行了介绍和研判,并进一步分析了电力专用智能传感的标准建设需求,提出了未来电力专用传感技术的发展形态。

多传感器无人机遥测技术在高标准农田建设中的应用

为了及时、准确地为高标准农田建设提供基础图件和空间信息,本文提出了一种基于免像控无人机航摄、机载激光雷达及无人船单波速等测量技术,获取测区的高清影像、密集点云、水下数据的方法,进而对多传感器数据进行融合处理,生产加工二三维数字测绘产品。以河南省某县A镇高标准农田综合整治项目为研究对象,利用该方法制作的二维图件和三维模型在该项目的规划设计、施工监测、竣工验收和运维管理等环节得到了综合应用,效果明显。本文探讨了基于多传感器无人机遥测技术在农业生态、环境应用方面存在的不足,提出了今后进一步的研究方向。

传感器标准体系现状分析及发展建议

针对传感器标准目前存在更新缓慢、覆盖范围不全等问题,通过跟踪国内外传感器技术与产品的最新进展,分析标准化组织及标准现状,梳理传感器技术与产品,构建传感器标准体系图,开展标准现状分析,提出重点发展基础标准、应用标准,以及加强新兴产业如生物传感器标准、复合传感器标准、智能传感器标准、MEMS传感器标准的建设。

基于数字比较法的宽频标准电流互感器溯源技术研究

对于宽频标准电流互感器的校准,在50 Hz附近的频段通常采用测差的方法,而在低至5 Hz高至2.5 kHz的频率下,由于标准器大都采用磁通门传感器的原理,无法与被检互感器的变比一一对应,因此必须采用同步采样的数字比较方法,文中通过对同轴分流器的宽频特性分析,设计了一种适合同轴分流器自校准的宽频互感器校验仪,以此完成对宽频标准电流互感器的误差校准,并采用多功能校准源与高精度数字万用表的配合实现分流器的校准和溯源。文章提供了完善的校准方案和详实的测试数据,并对各环节的校准不确定度进行了科学的分析,论证了校准方法的合理性和准确性,本方法对目前正在运行的某省电力公司20 Hz示范性电网的计量工作有很大的实用意义。

激光位移传感器动态幅值校准研究

针对目前激光位移传感器校准所存在的精度低、校准局限性大等诸多问题,本文提出了一种激光位移传感器动态幅值校准的方法。本校准方法首先采用电磁振动台激励标准结构件进行量级放大,以产生特定高频的大位移振幅;然后基于多普勒效应的激光测振仪测得的位移作为标准量,对激光位移传感器的动态幅值进行校准;最后通过一系列不同共振频率的标准结构件对不同频率下的位移振幅校准进行试验研究。研究结果表明:与现有技术相比较,本文提出的激光位移传感器动态幅值校准方法可对激光位移传感器不同频率下的动态幅值进行精确校准,对工程实际应用具有重要价值。

基于数据挖掘算法的无线传感网络入侵检测方法

现行方法在无线传感网络入侵检测应用中性能表现不佳,SSE(误差平方和)比较高,而且FNR(漏报率)比较高,针对现行方法存在的不足和缺陷,提出基于数据挖掘算法的无线传感网络入侵检测方法。从无线传感网络调用数据与状态数据中提取到特征数据,并对数据降维处理,对网络特征数据归一化和Z-score规范化,利用数据挖掘算法对网络特征聚类,通过数据简约保留具有代表性的特征,根据相似度对网络数据分类,检测网络入侵行为,实现基于数据挖掘算法的无线传感网络入侵检测。经实验证明,设计方法SSE在2%以内,FNR也在2%以内,在无线传感网络入侵检测方面具有良好的应用前景。

电弧能量对电弧热防护性能值测试结果的影响

探讨设置不同的电弧能量对电弧热防护性能值(ATPV)测试结果的影响。介绍了ATPV测试方法,包括测试设备、试样制备及预处理、测试程序和ATPV的确定方法。通过增加或减少电弧持续时间来改变电弧能量大小,共计进行了3组63份试样的测试。结果表明:当电弧时间集中在120 ms时,最终得到的ATPV最低;电弧时间集中在160 ms时,最终得到的ATPV最高;当电弧时间覆盖120 ms~180 ms时,得到的ATPV居中,且与真实值最接近。认为:在满足标准数据点分布要求的前提下,应尽可能在不同电弧能量水平下进行测试,以保证测试数据的准确性。

基于物联网技术的农田泵站智能化监控系统设计

农田泵站能够有效管理和调配水资源,保证农业生产中稳定地提供灌溉水源,避免因水资源短缺导致的农作物减产甚至绝收。但是目前农田泵站自动化及智能化水平较低,人工劳动强度大。基于此,该文利用传感器网络实时采集泵站的运行状态、水位、流量、气象等数据,通过无线通信技术传输至中央控制系统,然后中央控制系统对数据进行分析处理,并通过远程监控平台展示泵站的运行状态,实现对泵站的远程监控与管理。该系统还具备智能报警功能,在异常情况发生时能够及时预警,并可自动调整泵站的工作模式以应对突发状况。通过实际应用测试,验证了系统的稳定性和可靠性,为农田灌溉管理提供了有效的技术支持。

低反射电阻阵列加载单锥TEM室研制与测试

为了减小单锥末端反射、拓展镜面单锥TEM室时间窗,基于母线长0.9 m单锥TEM室计算了不同电阻加载条件下的馈电端口电压反射系数,通过搭建电阻阵列加载单锥TEM室实验平台对仿真结果进行了验证,在此基础上,通过改进锥体吊装结构、调整镜面板与吸波材料之间距离等方式对单锥结构进行了优化,设计并研制了国内首个低反射单锥微波暗室。研究结果表明,在单锥锥体末端与镜面板边缘之间加载阻抗匹配回路,解决了单锥TEM室低频吸收问题,减小了单锥TEM室末端反射,突破了由母线长度决定的时间窗限制,拓展了单锥TEM室的适用范围,实现了HEMP、LEMP等瞬态电磁脉冲传感器幅值灵敏度和波形保真度的全校准。

工业传感器技术及标准体系研究

工业传感器作为工业生产制造过程中为过程控制、处理、决策等提供原始信息的关键元器件,是发达国家高度重视和争相发展的核心基础元器件,是工业制造的基础,也是当前工业革命(工业4.0)的基石。文中介绍了我国工业传感器的概况,梳理了标准体系构成和框架,分析了现有传感器标准体系中存在问题,对进一步发展提出相关的建议。

Sensors Plug&Play——智能传感器测量的新标准

IEEE 14 5 1.4提出的一项传感器新标准减少了传感器配置的时间和难题。该标准创建了一个通用的方法 ,让传感器可以像计算机上USB鼠标一样即插即用。IEEE 14 5 1.4定义了一套通过模拟信号接口 ,向传感器加载自定义操作的机制。这个混合模式的接口把传统的模拟传感器信号与低成本的串行数字连接结合在一起 ,以访问传感器的内嵌的传感器电子数据表(TEDS)。为将“传感器即插即用”的优势延用于传统型模拟传感器 ,虚拟TEDS将以电子文档形式提供同样的传感器电子数据表。有了TEDS ,传感器就可以向与其连接的数据采集系统对自身进行自我识别和描述。

基于智能传感网络的医疗服务数据采集与管控分析方法研究

针对目前各类医疗资源短缺、医疗服务数据采集与管控不便捷等问题,文中基于智能传感网络技术提出了一种医疗服务数据采集与管控分析方法。该方法利用数据采集模块的各类智能传感器对被监测者的各项医疗数据加以采集,再通过无线通信协议发送给协调器完成预处理,并采用RS232标准接口将处理后的数据传送至客户端监控模块进行展示,以便于医务人员进一步分析处理。三项实验测试结果表明,所提出的方法不仅能够以99.4%的准确率完成对医疗数据的采集,还可以准确识别出异常数据,充分验证了其可行性。

精密露点仪标准装置校准结果的验证研究

为确保精密露点仪标准装置开展量值传递工作的准确性,开展对其校准结果的验证研究。首先,取一支稳定的湿度传感器为被测对象,选取5个湿度校准点,通过被考核的精密露点仪标准装置进行校准,得到相应的校准结果;然后,将被测对象分别送至4家计量机构选取相同的湿度测试点进行校准,并结合校准结果的实际,分别采用传递比较法和同级比对法对此精密露点仪标准装置校准结果进行验证。最后,利用传递比较法的合理性,对比同级比对法和传递比较法的验证结果可知,当采用同级比对法时,如果参考值采用加权算数平均值,与传递比较法的验证结果一致(5个湿度校准点均通过验证),如果参考值采用算数平均值,则与传递比较法的验证结果存在偏差(5个湿度校准点中的30%RH、95%RH未通过验证)。因此建议精密露点仪标准装置校准结果的验证,在不便于采用传递比较法的情况下,如果选择同级比对法,则尽量参考值采用加权算数平均值。

基于标准CMOS工艺的片上太阳敏感器研究

微纳卫星对于载荷的苛刻要求使得太阳敏感器的微型化研究具有重要意义。为了解决光学器件和处理电路的集成兼容问题,文章基于标准CMOS工艺提出一种新型片上太阳敏感器,以金属走线层构建微型墙结构,两侧均匀分布pn结构成光电传感器,通过检测两侧光电流比例解算出入射光角度。文章从工艺实现、模型建立、数值仿真和实验测试等方面验证了器件的合理性和可行性。最终,片上太阳敏感器阵列芯片质量为1.5 g,尺寸为304.2 mm^(3),检测精度为±1.6°,视场范围为80°,可满足微型化需求。

《智能家电用金属氧化物MEMS气体传感器》团标解读

金属氧化物MEMS气体传感器是近几年兴起的一种新型传感器,具有尺寸小、功耗低和易于集成的特点,已经被广泛的应用到了日常生活之中。本文分析了金属氧化物MEMS气体传感器检测认证现状并对团体标准《智能家电用金属氧化物MEMS气体传感器》进行解读,为广大消费者和相关企业提供检测认证方面的指导。

电子后视镜延时与ISO标准分析及探讨

作为汽车视野装置的电子后视镜(CMS)已经被应用,并颠覆了传统物理后视镜的理念,使视觉性能得到明显提升,其中系统延时是其重要技术指标,对于制造企业也提出了全新挑战。文章结合CMS硬件电路和软件图像处理固有特性,阐述了不同系统延时对汽车行驶状况影响,同时分析了CMS延时产生的原因以及解决途径,结果显示,CMS延时的最佳范围为33.33~43.33 ms。

基于多传感融合的丘陵山地农机姿态检测单元

为推动丘陵山地农机发展,设计一种基于多传感融合的丘陵山地农机姿态检测单元。结合不同传感器采集数据特点,分别对倾角传感器采用标准中值滤波处理、对加速度计采用卡尔曼滤波处理后,利用平均加权融合算法对两种传感器处理后的数据进行融合处理,以获取更准确的农机姿态信息。试验表明,原始数据前后噪音波动最大范围为0~51.2°,多传感融合算法处理后的高频噪音基本消除,曲线平滑度得以提高,前后数据变化范围为0~2.2°,达到消除农机抖动噪音和外界干扰的效果。

浅析UL标准充电桩漏电流保护及测试规范要求

电动汽车市场的快速增长带动了公共充电桩市场规模的扩张。从美国市场来看,尽管公共充电设施随着电动汽车的销量和保有量的快速提升而快速增长,但公共充电桩的增长速度远不及电动汽车规模的提升。此篇文章简单分析了目前美国市场的充电桩发展需求和美标UL2231中对于充电桩漏电流的保护要求。

基于区块链技术的无线传感网络入侵检测算法

无线传感网络易受信号强弱、网络装置和传感器性能等问题的干扰,导致网络入侵事件频发。由于异常节点特征维度较高,入侵检测的准确率较差,为此提出基于区块链技术的无线传感网络入侵检测算法。首先利用区块链中的监测机制采集无线传感网络中的异常节点。其次采取主成分分析法提取异常节点的特征。然后建立以信任值计算、更新、分发为主的信任模型,将提取的特征输入到模型中,最后输出信任值,完成无线传感网络入侵的检测。仿真结果显示,所提方法的检测时间短、准确率高、误报率低。