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Measuring system of high polymers' pyromagnetic effect
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作者 张永忠 罗迎社 +3 位作者 粟建新 马敏伟 杨占宇 张亮 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2008年第S1期229-233,共5页
The measurement system is the main equipment of the project.Based on the characteristic of experiment system,a sensor array is designed,and used to continually acquire the global magnetic field.A scientific scheme is ... The measurement system is the main equipment of the project.Based on the characteristic of experiment system,a sensor array is designed,and used to continually acquire the global magnetic field.A scientific scheme is developed to get the signal processing and temperature compensation for nondirective weak magnetic field.The software of sampling control system is given,which is complied using C language in Labwindows/CVI.Taking computer as main engine,the system can acquire the nondirective weak magnetic field automatically and continuously use the sensor array,the change of magnetic field can be shown in real-time and intuitively. 展开更多
关键词 pyromagnetic effect high POLYMER GLOBAL magnetic field sensor ARRAY
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基于球阵列的磁阻式时栅位移传感机理和测量模型研究
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作者 陈自然 秦莉莉 +3 位作者 王伟 熊昕 刘振越 郑永海 《光学精密工程》 北大核心 2025年第8期1212-1227,共16页
针对传统位移传感器无法兼顾大量程和高精度的测量难题,提出一种基于球阵列的磁阻式时栅位移测量新方法。利用空间正交激励绕组构建正交变化的磁场,通过空间周期性传感结构精确实现磁场约束控制。采用感应绕组拾取磁场变化,建立磁阻与... 针对传统位移传感器无法兼顾大量程和高精度的测量难题,提出一种基于球阵列的磁阻式时栅位移测量新方法。利用空间正交激励绕组构建正交变化的磁场,通过空间周期性传感结构精确实现磁场约束控制。采用感应绕组拾取磁场变化,建立磁阻与位移的映射关系,揭示了位移传感机理。通过电磁仿真对模型参数进行优化,研制了传感器,搭建了实验平台,开展了传感器测量误差实验研究。实验结果表明,传感器在512 mm测量范围内,测量误差为±9.4μm,分辨力为0.1μm。采用毫米级传感单元实现微米级测量精度,大大降低了传感器的制造难度,量程可按需扩展,无需借助细分技术实现高分辨力位移测量,可用于强油污等恶劣环境下位移测量,具有重要的学术价值和工程应用价值。 展开更多
关键词 球阵列 时栅传感器 磁场约束 直线位移
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基于高频偏置磁场的多通道磨粒检测传感技术研究
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作者 刘勇 方胜勇 +2 位作者 张晓峰 李志飞 孙光新 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期30-36,共7页
电磁式磨粒检测传感器已逐渐应用于机械装备磨损状态监测与评估领域,但检测灵敏度与大流量间的矛盾仍是阻碍该类传感器在大型机械装备中应用的主要原因。为同时保障传感器具有较大的允许流量以及较高的检测灵敏度,提出了基于高频偏置磁... 电磁式磨粒检测传感器已逐渐应用于机械装备磨损状态监测与评估领域,但检测灵敏度与大流量间的矛盾仍是阻碍该类传感器在大型机械装备中应用的主要原因。为同时保障传感器具有较大的允许流量以及较高的检测灵敏度,提出了基于高频偏置磁场的多通道磨粒检测传感器结构原理,并建立了传感器磁特性模型,研究了不同结构参数、不同电流和频率对传感器性能的影响特性,探究了高频偏置磁场对磨损颗粒的影响。仿真和实验表明:传感器在磁铁厚度为8 mm、外径为40 mm、磁铁间距趋于0时检测灵敏度最高,此时,传感器最高可有效检测到直径最小为60μm的磨粒,且多通道传感器结构的设计明显提高了传感器的最大允许流量。 展开更多
关键词 传感器 磨粒检测 多通道 高频偏置磁场
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多频磁场耦合的绝对式直线时栅位移传感器研究
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作者 杨继森 袁俊松 +2 位作者 修府 刘嘉诚 张小龙 《中国机械工程》 北大核心 2025年第5期889-897,共9页
针对双列平面磁场式传感器两码道激励频率相同时磁场之间的相互串扰影响传感器测量精度并降低信噪比等问题,提出了一种多频磁场耦合的绝对式直线时栅位移传感器设计方案,在实现解算绝对位移的同时能够消除码道间磁场串扰的问题。传感器... 针对双列平面磁场式传感器两码道激励频率相同时磁场之间的相互串扰影响传感器测量精度并降低信噪比等问题,提出了一种多频磁场耦合的绝对式直线时栅位移传感器设计方案,在实现解算绝对位移的同时能够消除码道间磁场串扰的问题。传感器分为定尺和动尺,都采用双层交替结构,定尺使用两列增量式码道组合而成,分为精机和粗机,两列激励线圈的对极数为互质关系的两个整数,利用对极内位移差实现绝对位移测量。精机测量通道和粗机测量通道同时通入不同频率的激励电流信号,其中精机为1 MHz高频电流信号,高频激励电流信号可以有效增强感应信号,提高电气处理系统的信噪比。通过外差降频的方法来提高传感器分辨力,有效地解决了通过提高激励信号频率来提高信号信噪比与传感器解算高分辨力难以兼顾的问题。通过电磁仿真分析对传感器进行了理论验证和误差分析。最后搭建实验平台进行了样机实验,实验结果表明,采用多频磁场耦合的绝对式传感器结构有效消除了精机与粗机之间的磁场串扰,传感器信噪比得到提高,在140 mm的测量范围内测量误差小于±17.34μm。 展开更多
关键词 绝对位移测量 多频磁场耦合 信噪比 位移传感器
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基于多频磁场的平面二维时栅传感器信号解耦研究
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作者 杨继森 文杰 +1 位作者 雷旭 吴灼 《传感技术学报》 北大核心 2025年第3期487-495,共9页
电磁式二维时栅位移传感器广泛用于数控机床,人工智能等高精度位移测量领域中,针对二维时栅位移测量需要考虑X方向与Y方向感应信号的耦合问题,对位移解耦方法展开相关研究。首先使用开关混频技术将耦合信号拆分为附带位移信息的直流量... 电磁式二维时栅位移传感器广泛用于数控机床,人工智能等高精度位移测量领域中,针对二维时栅位移测量需要考虑X方向与Y方向感应信号的耦合问题,对位移解耦方法展开相关研究。首先使用开关混频技术将耦合信号拆分为附带位移信息的直流量与多个高频附加量,其次利用滤波器提取关键位移信息,最终通过ADC采样对位移信息进行解算;针对传感器两路感应信号不经过同一处理电路引入的电气误差,提出了分时复用的方法,控制分时时序,交错处理两路感应信号。实验结果表明,在X、Y方向分别在10 kHz和200 kHz的频率激励下,该二维测量系统有效提高了传感器测量精度,保证了传感器动态性能,X方向原始对极内误差为±32μm,Y方向原始对极内误差为±27.5μm。 展开更多
关键词 二维时栅位移传感器 多频磁场 解耦方法 开关混频
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基于地磁场模型的弹丸滚转角实时测量方法
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作者 李特 张悠 +1 位作者 雷泷杰 司马涛 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S1期320-324,共5页
提出了基于地磁场模型的弹丸飞行过程中使用磁传感器测量滚转角实时测量方法。采用GPS模块实时测量弹丸位置、速度,确定弹丸姿态角。进一步采用双轴MRS和GPS模块组合,通过IGRF13模型在线更新空间地磁场矢量,实时计算弹丸的滚转角,得到... 提出了基于地磁场模型的弹丸飞行过程中使用磁传感器测量滚转角实时测量方法。采用GPS模块实时测量弹丸位置、速度,确定弹丸姿态角。进一步采用双轴MRS和GPS模块组合,通过IGRF13模型在线更新空间地磁场矢量,实时计算弹丸的滚转角,得到弹丸实时位置、速度以及飞行姿态等弹道测量信息。仿真结果表明,与传统测量方法相比,该方法能够有效避免传统使用恒定地磁矢量基准的滚转角测量误差,测量误差减少5°以上。算法所需软、硬件简单,可行性强,可靠性高,适合弹丸弹道测量。 展开更多
关键词 磁传感器 地磁场模型 实时弹道测量 滚转角
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基于联合磁感受机制的仿生地磁传感器
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作者 石宏开 王庆蒙 +1 位作者 唐瑞琦 宋涛 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期128-132,共5页
仿生地磁导航技术模拟生物感受地磁场的机制进行导航,涉及仿生技术、弱磁检测技术和导航技术等多个领域。实现对生物地磁导航模仿的前提是充分了解生物的磁感受机制,目前被广泛认可的生物磁感受机制主要是磁颗粒机制和自由基对机制,但... 仿生地磁导航技术模拟生物感受地磁场的机制进行导航,涉及仿生技术、弱磁检测技术和导航技术等多个领域。实现对生物地磁导航模仿的前提是充分了解生物的磁感受机制,目前被广泛认可的生物磁感受机制主要是磁颗粒机制和自由基对机制,但这两种机制都存在一定的局限性。有研究表明这两种磁感受机制存在某种耦合。基于磁颗粒与自由基对联合机制,设计了一种新的仿生地磁传感器。该传感器通过软磁材料制作的磁棒来模仿生物体内的磁颗粒,并利用高灵敏度磁传感器来模仿自由基对的磁响应,进而实现对地球磁场信息的感知。利用地磁场模拟装置对仿生地磁传感器进行磁场测试,并通过神经网络获得了传感器测量值与地磁参数之间的映射关系,从而验证了仿生地磁传感器对磁偏角和磁倾角检测的可行性。实测结果表明:基于神经网络算法的仿生地磁传感器具有较高的测量精度,通过模拟导航测试也证明了该传感器在地磁导航领域具有良好的发展前景。 展开更多
关键词 联合磁感受机制 仿生地磁传感器 矢量磁场测量 模拟导航测试
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基于无磁环TMR传感器的冲击电流测量
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作者 赵德华 刘召杰 +3 位作者 赵莹莹 陆健 叶卫华 汲胜昌 《高压电器》 北大核心 2025年第8期120-127,共8页
近年来无聚磁环结构的隧道磁阻(tunnel magnetoresistance,TMR)电流传感器技术得到了广泛研究,但仍缺乏其测量冲击电流时的特性分析。为此,文中制作了TMR电流传感器并进行了实验研究。首先,根据TMR元件的测量原理和输出特性,设计传感器... 近年来无聚磁环结构的隧道磁阻(tunnel magnetoresistance,TMR)电流传感器技术得到了广泛研究,但仍缺乏其测量冲击电流时的特性分析。为此,文中制作了TMR电流传感器并进行了实验研究。首先,根据TMR元件的测量原理和输出特性,设计传感器的信号处理电路,并由电流大小选择TMR元件型号,同时分析了安装距离和角度偏差对测量结果的影响;其次,对所设计的电流传感器进行线性范围计算和带宽测量;最后,使用TMR电流传感器对冲击电流进行测量,并使用罗氏线圈与之进行对比,同时分析了TMR元件在冲击磁场下的输出特性。实验结果表明:与罗氏线圈相比,TMR2104电流传感器对冲击电流峰值测量结果差异在1%以内,峰值时间差值在1μs以内,半峰值时间差值在2.2μs以内,冲击磁场作用下TMR元件输出线性范围变大。在合理选择TMR元件和传感器位置的情况下,无磁环TMR电流传感器能够实现对冲击电流的准确测量,缩小传感器体积。 展开更多
关键词 冲击电流测量 TMR传感器 输出特性 空间磁场 信号调理
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基于磁心与线圈参数优化的非侵入式磁场取能系统功率密度提升方法 被引量:4
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作者 李勇 罗海军 +1 位作者 杨环宇 闫一骅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期313-324,共12页
非侵入式磁场取能系统具有结构简单、供电稳定等优点,是解决变电站母排环境中状态监测传感器电池供电寿命有限的有效手段,但因功率密度较低制约了其应用。对于非侵入式磁场取能系统,磁心与线圈参数对其功率密度的影响非常显著。然而,现... 非侵入式磁场取能系统具有结构简单、供电稳定等优点,是解决变电站母排环境中状态监测传感器电池供电寿命有限的有效手段,但因功率密度较低制约了其应用。对于非侵入式磁场取能系统,磁心与线圈参数对其功率密度的影响非常显著。然而,现有方法对磁心与线圈参数的分析相对独立,优化磁心时仅以互感为指标,忽略了该过程线圈参数变化对功率密度的影响。对此,该文考虑磁心尺寸对线圈参数的影响,以功率密度为指标,详细分析线圈匝数、线圈线径、磁柱侧面边长与叠片厚度对系统功率密度的影响。并在此基础上,提出一种优化磁心与线圈参数的功率密度提升方法,即设计线圈匝数、线圈线径、磁柱侧面边长与叠片厚度的最优值,以获取更高的功率密度。最后,基于所提出的方法制作了系统样机并进行测试。实验结果表明,对于限定磁心尺寸为30 mm×30 mm×40 mm的系统,在100 A母排电流下,系统经磁心与线圈优化后功率密度可达4.18 mW/cm~3,提升至系统优化前功率密度的35倍,验证了所提出方法提升功率密度的有效性。 展开更多
关键词 传感器 非侵入式磁场取能 磁心 线圈 功率密度
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基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器 被引量:1
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作者 杨继森 庹万章 +2 位作者 张静 冯济琴 卢渝 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期201-213,共13页
针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构... 针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构成。通过对X、Y方向励磁线圈通入正余弦励磁信号,在定尺上构建出多频磁场耦合的二维均匀磁场阵列,动尺感应出带有位移信息的电信号,经过理论推导和电磁仿真验证了多频磁场直接解耦差动结构和幅值调制解算方法的可行性,并对仿真误差进行分析,并优化了传感器结构。最后采用PCB工艺制作传感器样机并开展相关实验研究,实验结果表明:传感器在150 mm×150 mm的测量范围可对二维位移进行精确测量,其中X方向测量精度为±33.08μm,Y方向测量精度为±36.95μm,优化后的传感器样机X、Y方向原始对极内位移误差峰峰值在原有基础上降低了49.1%和50.7%。 展开更多
关键词 二维位移传感器 平面二维位移测量 多频磁场耦合
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多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器 被引量:1
11
作者 杨继森 修府 +2 位作者 张静 袁俊松 张小龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期3026-3046,共21页
针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题,设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器,其采用不同频率分时驱动激励电信号,降低传感器电路功耗的同时,使X,Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首... 针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题,设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器,其采用不同频率分时驱动激励电信号,降低传感器电路功耗的同时,使X,Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首先,建立激励线圈磁场分布数学模型,根据空间磁场分布特性分析激励线圈宽度与耦和气隙高度的关系;基于差动结构的增量式二维时栅位移传感器结构,建立对极数互质结构的绝对式平面二维时栅测量模型,并提出一种基于查表方式的二维绝对位置解算新方案,避免了实际应用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真验证了此解算方案的可行性并确定了传感器最佳安装间隙为0.8 mm;最后,制作了传感器样机并搭建二维精密实验平台进行性能测试。实验结果表明,传感器样机在147 mm×147 mm有效测量范围内,X,Y方向的原始测量误差分别为±20.4μm和±21.1μm,其具有上电无需找零的优势,实现了一体式二维绝对位移测量与定位。 展开更多
关键词 多频磁场 对极数互质 绝对式二维 时栅位移传感器
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磁致伸缩位移传感器测量盲区失效机理与磁屏蔽优化 被引量:1
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作者 边铁錾 李明明 +2 位作者 王鑫玉 黄文美 翁玲 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期5300-5310,共11页
磁致伸缩位移传感器在检测线圈附近存在测量盲区,在受限安装空间内有效测量范围难以满足应用需求。针对这一问题,基于魏德曼效应、磁弹性耦合效应和维拉里效应,建立合成磁场作用下磁致伸缩位移传感器的测量盲区模型,分析测量盲区内传感... 磁致伸缩位移传感器在检测线圈附近存在测量盲区,在受限安装空间内有效测量范围难以满足应用需求。针对这一问题,基于魏德曼效应、磁弹性耦合效应和维拉里效应,建立合成磁场作用下磁致伸缩位移传感器的测量盲区模型,分析测量盲区内传感器失效机理。搭建实验平台提供可调的脉冲电流和轴向磁场,选用直径为0.6mm的(Fe_(83)Ga_(17))_(99.4)B_(0.6)、Fe_(46.5)Ni_(48.5)Cr_(2)Ti_(2.5)Al_(0.5)和Fe_(30)Co_(70)波导丝验证模型的准确性,测量盲区受永磁体产生的轴向磁场影响,并且随轴向磁场增大。增加静磁屏蔽装置并确定最佳参数,制作样机并测试表明:优化后的(Fe_(83)Ga_(17))_(99.4)B_(0.6)波导丝传感器测量盲区由30.05μs缩短为18.45μs,宽度缩短了38.6%;Fe_(46.5)Ni_(48.5)Cr_(2)Ti_(2.5)Al_(0.5)波导丝传感器测量盲区由31.15μs缩短为19.15μs,宽度缩短了38.5%;Fe_(30)Co_(70)波导丝传感器测量盲区由29.55μs缩短为18.85μs,宽度缩短了36.2%。 展开更多
关键词 磁致伸缩位移传感器 测量盲区模型 静磁屏蔽
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FeGa膜/AT切石英晶片双面复合蝶形谐振磁场传感器 被引量:1
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作者 杨晓朋 文玉梅 +1 位作者 陈冬雨 李平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期17-25,共9页
蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜... 蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜形状一样的蝶形谐振磁场传感器,蝶形晶片可以将蝶形磁膜增强的晶片应变汇聚至晶片电极区,以提高传感器灵敏度。仿真结果预测,在23.8~118.9 Oe的磁场范围内,蝶形结构的灵敏度为蝶形磁膜/矩形晶片结构的3.73倍。通过微机械加工,制作了蝶形器件,对实际器件测试的结果表明,在76.4~117 Oe的线性区间内,蝶形传感器的灵敏度可达-29.08 Hz/Oe。 展开更多
关键词 谐振磁场传感器 AT切石英 FeGa膜 蝶形结构
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一种检测弱磁场的光纤传感器的研究与仿真 被引量:1
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作者 赵欣瑜 江兴方 +1 位作者 阮志强 张磊 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第4期873-878,共6页
提出一种基于表面等离子共振的光子晶体光纤传感器,用于实时检测弱磁场强度变化。光子晶体光纤表面覆盖氮化硅和银薄膜,实现表面等离子共振,传感器外侧的磁流体用于感知磁场变化。针对磁场强度检测,基于折射率性能指标归纳了磁场与传感... 提出一种基于表面等离子共振的光子晶体光纤传感器,用于实时检测弱磁场强度变化。光子晶体光纤表面覆盖氮化硅和银薄膜,实现表面等离子共振,传感器外侧的磁流体用于感知磁场变化。针对磁场强度检测,基于折射率性能指标归纳了磁场与传感器性能指标。有限元方法的仿真结果表明,在80 Oe~1000 Oe磁场强度范围内,传感器波长灵敏度可达0.55 nm·Oe^(-1);此外,幅度灵敏度、分辨力、检测限、品质因数和拟合度分别达到了-0.107 Oe^(-1)、1.8×10^(-2)Oe、3.3×10^(-2)Oe~2·nm^(-1)、6.73×10^(-2)Oe^(-1)和0.99117。该传感器具备制作工艺简单、易于制造的特点,可以预见其在磁场检测的广阔前景。 展开更多
关键词 传感器 光子晶体光纤 表面等离子共振 磁场检测 有限元方法
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抗阻式颈部康复机器人系统设计
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作者 黄松林 郑秀娟 +3 位作者 谭笑月 胡兴 涂海燕 李康 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1479-1487,共9页
已有颈部康复设备负载精度差且负载调节时间长,为此基于抗阻康复训练治疗理论设计新的颈部康复机器人系统.设计机械结构,使电机输出的拉力转换成颈部的抗阻负载.将控制系统分为控制模块与算法模块,提高系统的流畅性和稳定性.利用磁场定... 已有颈部康复设备负载精度差且负载调节时间长,为此基于抗阻康复训练治疗理论设计新的颈部康复机器人系统.设计机械结构,使电机输出的拉力转换成颈部的抗阻负载.将控制系统分为控制模块与算法模块,提高系统的流畅性和稳定性.利用磁场定向控制算法实现电机力矩的精准控制,为颈部康复训练提供稳定可控的拉力.设置拉力传感器和姿态陀螺仪传感器,防止使用者头颈部姿态错误或未知事故.统计10名受试者使用所设计系统进行颈部康复训练的评估参数,并对统计结果进行分析.仿真测试显示,磁场定向控制算法能够提高负载精度并缩短调节时间;负载测试与仿真测试结果的一致性验证了控制方案的可行性.系统性能测试表明,所设计的颈部康复机器人的拉力控制误差不超过0.59 N,响应速度为0.53 s,达到临床使用标准. 展开更多
关键词 永磁同步电机 磁场定向控制 抗阻训练 传感器 康复机器人
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基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法
16
作者 白鹏鹏 高妍 +3 位作者 张红娟 王鹏飞 王宇 靳宝全 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1114-1119,共6页
针对目前光纤磁场传感器解调方法中存在的实用性差且造价昂贵的问题,提出了一种基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法,实现了磁场的时间域解调。施加不同强度的磁场时,光在锥形光纤处引起的损耗不同,导致系统衰减时间不同。将系统... 针对目前光纤磁场传感器解调方法中存在的实用性差且造价昂贵的问题,提出了一种基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法,实现了磁场的时间域解调。施加不同强度的磁场时,光在锥形光纤处引起的损耗不同,导致系统衰减时间不同。将系统衰减时间和磁场强度建立联系,实现了磁场测量。为降低传感单元温度和磁场之间的交叉敏感,设计了温度控制电路,将传感单元的温度设定在25.0℃。实验结果表明,该传感器在磁场强度2 mT~9 mT范围内时,磁场强度H和衰减时间τ具有R^(2)=0.98273的线性拟合度,计算得到该传感器的磁场灵敏度为-11.65μs/mT。与光纤磁场传感器的其他解调方式相比,采用光纤环衰荡技术的磁场测量方法,具有响应速度快、成本低、稳定性好的优点。 展开更多
关键词 光纤传感器 磁场测量 光纤环路衰荡 时间域解调
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消磁站水下磁传感器定位方法
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作者 王玉芬 周国华 +1 位作者 吴轲娜 李林锋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期956-965,共10页
采用消磁站海底平面磁传感器阵列进行测量是获取舰艇磁场的主要途径,水下磁传感器位置误差是影响舰艇磁场测量的主要因素。针对该问题,将磁场与深度测量数据相融合,提出一种基于磁场梯度优化的消磁站水下磁传感器定位方法。将通电螺线... 采用消磁站海底平面磁传感器阵列进行测量是获取舰艇磁场的主要途径,水下磁传感器位置误差是影响舰艇磁场测量的主要因素。针对该问题,将磁场与深度测量数据相融合,提出一种基于磁场梯度优化的消磁站水下磁传感器定位方法。将通电螺线管线圈等效成磁偶极子,通过磁传感器位置偏差区域x和y方向的平均磁场梯度优化确定线圈的两组磁源移动位置,结合深度测量数据分别建立方程组构造目标函数,并采用动态学习策略多群体粒子群算法进行优化求解,从而实现消磁站水下磁传感器的高精度定位。在系统分析和评估深度传感器精度、环境磁噪声等影响规律的基础上,开展位置校正数值模拟和物理缩比模型实验。实验结果表明,该方法可有效地解决消磁站水下磁传感器的定位问题,定位误差小于0.1 m,能够满足舰艇磁场的测量要求。 展开更多
关键词 磁场梯度 定位 水下磁传感器 深度传感器
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光纤磁场传感器研究现状及发展趋势 被引量:1
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作者 邸志刚 张鸿斌 +1 位作者 贾春荣 冯若楠 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第9期1-7,共7页
磁测量在矿产勘探、工业制造和国防等领域有广泛应用,因此,对促进科学、技术和社会发展具有重要的意义。目前,电学磁场传感器存在绝缘结构复杂、成本高、抗干扰能力差、难以数字化等缺点。相比之下,光纤磁场传感器具有绝缘性好、结构小... 磁测量在矿产勘探、工业制造和国防等领域有广泛应用,因此,对促进科学、技术和社会发展具有重要的意义。目前,电学磁场传感器存在绝缘结构复杂、成本高、抗干扰能力差、难以数字化等缺点。相比之下,光纤磁场传感器具有绝缘性好、结构小巧、可数字化,具备强大的抗干扰能力以及高度可复用性。因此,光纤磁场传感器为解决这些问题提供了高度可行的方法。详细论述了基于磁致伸缩效应、法拉第效应和磁流体材料的光纤磁场传感器的工作原理、研究现状及存在的挑战,然后展望了光纤磁场传感器的未来发展方向和前景。 展开更多
关键词 光纤 磁场传感器 磁流体 法拉第效应 磁致伸缩效应
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弧形永磁体外部磁场的均匀性分析
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作者 康瑞 郭彦青 +2 位作者 段志强 张盼盼 高宏伟 《电子测量技术》 北大核心 2024年第16期1-7,共7页
在精密测量和航空航天领域,类磁栅位移传感器对永磁体产生磁场的均匀性有很高的要求,但常见的永磁体磁场均匀性较差,从而影响液压缸位移的高精确、高可靠测量。因此,本文设计了一种具有独特结构的弧形永磁体,首先基于分子电流假说和比奥... 在精密测量和航空航天领域,类磁栅位移传感器对永磁体产生磁场的均匀性有很高的要求,但常见的永磁体磁场均匀性较差,从而影响液压缸位移的高精确、高可靠测量。因此,本文设计了一种具有独特结构的弧形永磁体,首先基于分子电流假说和比奥-萨法尔定律,推导弧形永磁体在空间任一点产生磁感应强度的表达式;其次利用Maxwell电磁场分析软件对永磁体的结构尺寸进行优化,确定弧形永磁体的基本尺寸;最后搭建实验平台测量永磁体对应位置处的磁感应强度,通过对比实测数据和Maxwell仿真数据,结果表明:仿真与实验结果基本吻合,弧形永磁体能够产生较为均匀的磁场,磁场均匀区域的相对误差最大不超过3%;在类磁栅位移传感器的实际应用中,敏感元件在弧形永磁体均匀磁场内测试得到一致性较好的简谐信号,为传感器后续细分处理保证信号质量,从而提升传感器的测试精度,进一步证明了弧形永磁体产生均匀磁场的实际意义。 展开更多
关键词 弧形永磁体 均匀磁场 磁感应强度 Maxwell电磁仿真 类磁栅位移传感器
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基于FDTD的局部放电射频传感器特性研究 被引量:1
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作者 周琦 胡晓 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第2期68-71,80,共5页
射频(RF)检测局部放电(PD)可以实现非接触式测量,因而具有较好的应用前景。以小环天线为例,对磁场天线作为局部放电射频传感器时其灵敏度的确定方法和影响灵敏度的因素开展了研究。首先,基于时域有限差分(FDTD)法建立了吉赫兹横电磁波(G... 射频(RF)检测局部放电(PD)可以实现非接触式测量,因而具有较好的应用前景。以小环天线为例,对磁场天线作为局部放电射频传感器时其灵敏度的确定方法和影响灵敏度的因素开展了研究。首先,基于时域有限差分(FDTD)法建立了吉赫兹横电磁波(GTEM)小室的仿真模型,通过实验和仿真对比表明了仿真模型的有效性。在此基础上,考虑了天线结构、尺寸等因素对灵敏度的影响,确定了灵敏度随天线直径、垂直导体、线圈匝数的变化规律。本文的研究为进一步考察不同磁场天线传感器的特性,并对传感器特性进行优化,设计实现能够满足具体电力设备局部放电测试需求的新型射频磁场传感器奠定了技术基础。 展开更多
关键词 射频 局部放电 磁场传感器 吉赫兹横电磁波小室
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