128°YX-LN SAW低温温度传感器的原位封装技术

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作者 张玮莉 崔永俊 +2 位作者 王红亮 张峰 郝焰莹 《压电与声光》 北大核心 2025年第5期828-833,共6页

为满足低温环境下对温度的测试需求,提出了一种针对声表面波(SAW)低温温度传感器的原位封装技术。采用微加工工艺将传感器元件与封装结构相结合,利用粘合剂在传感器衬底上直接进行封装,有效简化了传统封装的制备流程,缩小了SAW低温温度... 为满足低温环境下对温度的测试需求,提出了一种针对声表面波(SAW)低温温度传感器的原位封装技术。采用微加工工艺将传感器元件与封装结构相结合,利用粘合剂在传感器衬底上直接进行封装,有效简化了传统封装的制备流程,缩小了SAW低温温度传感器的封装尺寸,研制的传感器尺寸仅为11.5 mm×8 mm×0.9mm。拉伸测试表明,封装后传感器的键合强度达到7.49 MPa,抗压强度≥10 MPa。在液氮环境中进行低温测试,结果表明,在-196~25℃时传感器的性能依旧保持良好,封装未对传感器产生干扰,保证了传感器在极端条件下应用的可靠性和稳定性。 展开更多

关键词 声表面波 温度传感器 低温 封装 微机电系统

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谐振式光学微腔陀螺锁频及误差反馈技术研究

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作者 李溢凡 白禹 +2 位作者 张仕泽 卜韩 刘文耀 《电子测量技术》 北大核心 2025年第16期142-149,共8页

针对谐振式光学微腔陀螺(RMOG)因环境温度与振动等因素导致的谐振频率漂移问题,本文提出了一种基于FPGA的高精度数字锁频及误差反馈技术研究方案。系统通过FPGA实现双相位调制与频差信号处理,结合20位数模转换器AD5791生成高精度反馈信... 针对谐振式光学微腔陀螺(RMOG)因环境温度与振动等因素导致的谐振频率漂移问题,本文提出了一种基于FPGA的高精度数字锁频及误差反馈技术研究方案。系统通过FPGA实现双相位调制与频差信号处理,结合20位数模转换器AD5791生成高精度反馈信号,利用PI控制器完成激光器频率对光波导谐振腔的实时追踪锁定,并引入基于误差反馈的实时输出补偿算法动态修正输出环路偏差。实验结果表明,该锁频系统响应时间为17.50 ms,锁频精度达48.51 Hz,显著提升了陀螺系统的动态性能与稳定性。相较于传统16位DAC方案,新系统在响应速度与锁频精度上分别提升了49.28%与72.10%,验证了数字化架构与双相位调制技术在抑制噪声和优化频谱分离中的有效性,为谐振式光学微腔陀螺的实用化提供了可靠的技术支持。 展开更多

关键词 谐振式光学陀螺 FPGA 数字锁频 双相位调制 AD5791 PI控制器 误差反馈

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基于扩散模型的固体火箭发动机缺陷检测算法

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作者 李毅红 孙雪琴 陈平 《中国测试》 北大核心 2025年第8期147-154,共8页

固体火箭发动机(SRM)作为现代军事和航空航天领域的关键动力装置,在储存和运输过程中,药柱易受载荷和环境影响,导致裂纹、气泡和脱粘等缺陷。这些潜在缺陷可能会影响SRM安全服役。基于X射线的计算机层析成像(CT)技术因能够提供详细的内... 固体火箭发动机(SRM)作为现代军事和航空航天领域的关键动力装置,在储存和运输过程中,药柱易受载荷和环境影响,导致裂纹、气泡和脱粘等缺陷。这些潜在缺陷可能会影响SRM安全服役。基于X射线的计算机层析成像(CT)技术因能够提供详细的内部结构图像,是评估药柱健康状态及安全服役能力的有效手段。鉴于SRM缺陷样本稀缺的挑战,该文提出一种适配于SRM药柱CT图像无监督范式的基于分数生成模型的缺陷检测与定位算法。该算法通过模拟正向和反向扩散过程,精确采样复杂分布以实现缺陷检测。实验结果表明:该算法在脱粘、裂纹和气孔缺陷检测任务中均获得良好的性能,缺陷检测精度达到95%以上,缺陷定位精度达到86%以上。该算法在样本效率上的优势,以及在复杂场景下的鲁棒性和稳健性,使其在SRM质量控制和故障诊断方面具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 CT图像 缺陷检测 分数生成模型 无监督学习

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多源准分布式光纤漏水传感器的自适应调节

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作者 王欢 乔文生 +3 位作者 卢春霖 苑佳馨 侯钰龙 张彦军 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第9期71-75,共5页

针对现有准分布式光纤漏水传感器中所需的LED灯电流稳定输出要求,提出一种光强和电流反馈的双闭环LED驱动控制系统。首先,LED驱动电路采用带有缓启动的降压(Buck)电路,并建立LED数学模型;其次,设计电流环,并在此基础上设置光强环;最后,... 针对现有准分布式光纤漏水传感器中所需的LED灯电流稳定输出要求,提出一种光强和电流反馈的双闭环LED驱动控制系统。首先,LED驱动电路采用带有缓启动的降压(Buck)电路,并建立LED数学模型;其次,设计电流环,并在此基础上设置光强环;最后,设计LED光强控制的模糊自适应PI调节器,提高控制系统的动态性能。仿真结果表明:相比于传统PI调节器,模糊自适应PI调节器调节时间从0.007 s缩短至0.003 s,超调量从15%降低至1%,跟踪性能较好,可以更快更精准地达到传感器中LED灯需要的光照强度。 展开更多

关键词 漏水检测 光纤 LED 降压驱动电路 模糊PI控制

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融合最大似然-小波与ICEEMDAN的电磁炮加速度自适应解析与重构

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作者 赵永壮 孙传猛 +2 位作者 裴东兴 师浩伟 王宇 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第3期177-189,共13页

获取准确的弹丸加速度对评估电磁炮性能至关重要。然而,弹丸在膛内与出炮口受到迥异的环境因素影响,使得加速度信号在膛内与出炮口阶段具有不同的模态特征,导致常规的基于全局的非线性非平稳信号处理方法失效。因此,提出融合最大似然-... 获取准确的弹丸加速度对评估电磁炮性能至关重要。然而,弹丸在膛内与出炮口受到迥异的环境因素影响,使得加速度信号在膛内与出炮口阶段具有不同的模态特征,导致常规的基于全局的非线性非平稳信号处理方法失效。因此,提出融合最大似然-小波与改进完全自适应噪声集合经验模态分解的电磁炮加速度自适应解析与重构方法,以期获得准确的电磁炮加速度:首先,通过最大似然-小波自适应地寻找在各时间区域的模态差异,实现信号分区;其次,采用改进完全自适应噪声集合经验模态分解方法对分区信号进行自适应分解;最后,基于t检验提取有效模态分量进行信号重构,实现有效电磁炮加速度的准确提取。相关实验表明,均方根误差改进率均大于0,相关系数提高至0.6731,信噪比提高至3.8614,相较于常规的全局性处理方法,避免了部分区域过分解或分解不彻底的问题,实现了电磁炮加速度的准确提取。 展开更多

关键词 电磁炮弹丸加速度 数字信号处理 最大似然准则 小波变换 模态分解

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基于d_(33)模式的压电式多维力传感器性能研究

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作者 李芬 侯晓娟 +2 位作者 张欣 富肖严 何剑 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期32-39,共8页

随着现代制造业、机器人技术、精密测量等领域飞速发展,多维力传感器对精准测量多方向力的需求日益凸显。针对提高机械臂和复杂机械系统中力控制与反馈精确性问题,开展关于压电式多维力传感器的研究。基于压电陶瓷的d_(33)模式设计一种... 随着现代制造业、机器人技术、精密测量等领域飞速发展,多维力传感器对精准测量多方向力的需求日益凸显。针对提高机械臂和复杂机械系统中力控制与反馈精确性问题,开展关于压电式多维力传感器的研究。基于压电陶瓷的d_(33)模式设计一种可精确测量X、Y、Z这3个方向力的压电式多维力传感器。传感器采用立方体结构,压电片分别与X、Y、Z轴垂直放置,实现多维力独立测量及自解耦。在COMSOL Multiphysics中对其参数和网格进行设置,模拟分析在不同方向施加载荷时整体结构的应力分布和变形,并结合微机控制电子万能试验机、传感器和信号采集设备,建立传感器三维测量系统,实现三维力的测量与分析。研究表明,各加载方向的力可通过合理设计传递路径准确作用于目标压电片,且可测试0~500 N法向力(Z方向)及0~200 N剪切力(X、Y方向)。所设计传感器具有较好动态响应能力、良好灵敏度、高精方向性及较稳定重复性,其中Z方向灵敏度0.080 V/N,X方向灵敏度0.110 V/N,Y方向灵敏度0.113 V/N,且各方向串扰均<0.2%。本研究在多维力测量领域具有广阔应用前景,为多维力传感器设计与优化提供重要实验数据和理论支持。 展开更多

关键词 d_(33)模式 多维力传感器 压电陶瓷 有限元分析

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固定翼微型飞行器MEMS姿态控制单元设计

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作者 贺子树 赵锐 +2 位作者 石云波 李祥宇 李鹏 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期84-87,共4页

针对微型飞行器(MAV)在姿态控制方面的需求,提出了一种具有静电驱动、翼面偏转和攻角检测能力的MEMS姿态控制单元。该单元通过蠕动电机提供驱动力,通过翼面偏转模块执行翼面的控制,通过角度检测模块对翼面的偏转进行检测。有限元仿真分... 针对微型飞行器(MAV)在姿态控制方面的需求,提出了一种具有静电驱动、翼面偏转和攻角检测能力的MEMS姿态控制单元。该单元通过蠕动电机提供驱动力,通过翼面偏转模块执行翼面的控制,通过角度检测模块对翼面的偏转进行检测。有限元仿真分析结果表明,在32V驱动电压下,控制单元产生250.8mN的驱动力,实现±11.03°的双向翼面偏转。 展开更多

关键词 微型飞行器 姿态控制 角度检测

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微型水下爆炸声源的数值模拟

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作者 耿立婷 崔建功 +1 位作者 张国军 张瑞敏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1678-1684,共7页

针对传统换能器体积大、功耗高以及现有大尺度爆炸声源经验公式在微型化声源中出现尺度效应不适配问题,本文基于小当量装药特性,通过药量-体积等效计算,设计了圆柱形树脂外壳。利用ANSYS平台建立了微型非金属爆炸声源数值模型,分析了装... 针对传统换能器体积大、功耗高以及现有大尺度爆炸声源经验公式在微型化声源中出现尺度效应不适配问题,本文基于小当量装药特性,通过药量-体积等效计算,设计了圆柱形树脂外壳。利用ANSYS平台建立了微型非金属爆炸声源数值模型,分析了装药量与声源级的定量关系。通过400 m标准基距下的收发合置实验,采用定深悬浮装置进行等深布置,实测数据与数值模拟结果的误差在1~7 dB范围内,验证了该微型爆炸声源设计方法的精确性和可靠性,为优化微型爆炸声源提供了有效技术支撑。 展开更多

关键词 非金属爆炸声源 声源级 季戊四醇四硝酸酯 水下爆炸 冲击波 有限空间 ANSYS平台 数值模拟

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基于变周期反射栅结构的梯形SAW滤波器设计

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作者 郝焰莹 王红亮 +2 位作者 张鹏 张昆 张玮莉 《压电与声光》 北大核心 2025年第5期818-822,共5页

5G新无线系统(NR)的发展要求滤波器具有更高的性能,因此对谐振器的性能也提出了更高的要求。谐振器是组成滤波器的关键器件,位于谐振频率(fr)和反谐振频率(fa)附近的杂散寄生响应将严重影响滤波器的频率响应特性,因此提出了一种变周期... 5G新无线系统(NR)的发展要求滤波器具有更高的性能,因此对谐振器的性能也提出了更高的要求。谐振器是组成滤波器的关键器件,位于谐振频率(fr)和反谐振频率(fa)附近的杂散寄生响应将严重影响滤波器的频率响应特性,因此提出了一种变周期和加厚的反射栅结构。通过综合考虑谐振器反射栅的周期值和电极厚度,对存在于fr和fa周围的杂散模态进行消除。结果表明,优化后的滤波器具有更低的插入损耗和更高的矩形系数。 展开更多

关键词 声表面波滤波器 谐振器 有限元法 低插入损耗 高矩形系数

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基于神经网络的多模态融合步态识别研究

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作者 刘景源 张荣良 +2 位作者 武鹏飞 杨丁宇 何剑 《传感器与微系统》 2025年第11期28-32,37,共6页

步态识别对智能可穿戴设备的人机融合至关重要。传统步态识别方案响应速度慢,多种步态综合识别准确率低,导致人机融合度低和穿戴舒适性差。针对可穿戴设备高度人机融合的需求,提出了融合表面肌电(sEMG)传感器与惯性传感器(IMU)的步态及... 步态识别对智能可穿戴设备的人机融合至关重要。传统步态识别方案响应速度慢,多种步态综合识别准确率低,导致人机融合度低和穿戴舒适性差。针对可穿戴设备高度人机融合的需求,提出了融合表面肌电(sEMG)传感器与惯性传感器(IMU)的步态及相位精准识别方法。以三轴加速度序列为基础特征源,构建多层感知器(MLP)神经网络模型,对走、跑、上下楼、上下坡六种步态进行分类识别。同步引入sEMG传感器,研究腓肠肌收缩放松与步态相位的关联逻辑,通过“惯性特征—肌电强度—边缘运算”协同机制,实现步态相位的精准判断。测试结果表明:步态识别响应时间小于0.76 s,综合识别准确率达到了96.57%。该方法为可穿戴设备的智能化、精准化人机融合提供关键技术支撑,具备一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 表面肌电传感器 惯性传感器 步态识别 多层感知器 边缘运算

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基于图像分割与双目立体视觉的透明液体液位测量研究

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作者 王鹏 任勇峰 +3 位作者 陈建军 崔大鹏 孙超奇 任文杰 《传感器与微系统》 2025年第11期42-46,共5页

提出了一种基于UNet图像分割与RAFT-Stereo立体匹配的双目视觉方法,用于高精度测量透明液体液位。针对传统双目立体匹配在透明液体场景中因纹理缺失导致的深度估计误差问题,该方法通过UNet网络对液面区域进行精确分割,生成像素级掩膜以... 提出了一种基于UNet图像分割与RAFT-Stereo立体匹配的双目视觉方法,用于高精度测量透明液体液位。针对传统双目立体匹配在透明液体场景中因纹理缺失导致的深度估计误差问题,该方法通过UNet网络对液面区域进行精确分割,生成像素级掩膜以突出液面特征;结合RAFT-Stereo算法计算视差并转换为深度信息,显著提升了液位测量的准确性与鲁棒性。实验结果表明,该方法显著优于传统半全局块匹配(SGBM)和RAFT-Stereo算法,平均绝对误差(MAE)和最大误差(MaxE)分别降低约85.2%和82.1%,有效改善了透明液体液面模糊和匹配失败问题。未来研究可进一步优化模型实时性,为航天燃料罐监测等实际应用提供可靠技术支持。 展开更多

关键词 UNet图像分割 RAFT-Stereo双目测距 透明液体 液位测量

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