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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
于长秋 陈志远 马世昌 周铁军
该文开展了基于偏芯光纤马赫-曾德尔干涉仪和磁致伸缩介质Galfenol构建的光学电流传感系统的实验研究,为"传感器原理"课程中电流传感理论教学环节做实验示范。利用透射光谱中波谷处的光波长解调待测电流信号,相应的电流灵敏度为66.8nm/A。该传感器提供了一种电流信号测量的替代方法,在电力和电子电路相关行业中具有一定的应用价值。教学实践结果表明:通过引入电流传感系统的实验教学,可激发学生学习兴趣,加深学生对传感系统相关理论知识及实际应用价值的理解,提高学生分析与解决实际问题的能力,取得了良好的教学效果。
关键词：
电流传感 偏芯光纤 马赫-曾德尔干涉仪
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘昌宁 鲁志琪
该文研制了一种基于拉锥细芯光纤、可同时测量折射率与应变的传感器。传感器结构为“单模光纤-多模光纤-锥形细芯光纤-多模光纤-单模光纤”，由于细芯光纤中部腰锥尺寸变小，构成马赫-曾德尔干涉仪。实验结果表明，传感器透射谱线谐振峰或谐振谷的中心波长与环境折射率和轴向应变之间均有良好的线性关系，折射率灵敏度最高可达–38.677 nm/RIU，轴向应变灵敏度最高为–4.4 pm/με，取两个谐振峰或谐振谷构建矩阵，消除两物理量之间的交叉敏感，能够实现双参量同时测量。该传感器制作简单，成本低，鲁棒性优良，在折射率与轴向应变传感领域有一定的应用价值。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张风昀 隋宏光 凌翠翠
设计了一种基于迈克尔孙干涉仪测量透明液体折射率的实验装置模型,以迈克尔孙干涉仪为基础,通过辅助测量装置,拓展迈克尔孙干涉仪在教学中应用。通过干涉条纹的变化数目测量,得到透明液体折射率的测量。新装置测量模型,测量方法创新,可以解决现有技术存在的可重复性差、对待测液体加工复杂、实验操作繁琐等问题,也提高了测量结果的精确度,适合在大学物理教学中推广。
关键词：
迈克尔孙干涉仪 折射率 干涉条纹
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
石冰清 赵争鸣 魏树生 聂金铜 林云志
Boost变换器作为升压DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电、储能及电动车领域。然而由于Boost变换器的右半平面零点的频域特性,传统的PI控制策略会限制变换器的动态性能,在较大负载突变的情况下造成较大的输出电压波动,进而造成过压或欠压故障;预测控制可以有效提高动态性能、避免调整控制参数以及可增加系统约束,但由于系统参数不匹配及对损耗的忽略会造成输出电压的稳态静差。为了减小负载突变带来的电压波动同时兼顾稳态特性,本文提出了无负载电流传感器的滑模-预测控制策略,外环采用滑模面生成电感电流指令值,内环采用无差拍预测控制,并使用了滑模观测器来观测电流。该控制策略不需要负载电流传感器,相比PI控制器,不仅可以同时减小负载突变时的输出电压波动和过渡时间,还可以有效限制稳态静差。实验验证了该套控制策略的性能优越性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
许哲明
设计了一种双通道的多功能检测范围的SPR传感器。采用K棱镜结构模型激发实现表面等离子共振,结构采用上下2种非对称介质-金属-介质波导形式实现双通道的传感。分析结果表明:新型传感器的金通道灵敏度由3μm/RIU提高到7μm/RIU左右,但检测精度下降明显;设计的传感器金属层为金的传感通道更适合检测折射率较低的物质,而金属层为银的传感通道更适合检测折射率较高的物质。这一研究对于SPR传感器的发展提供了新的多种应用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
许灿华 周田 王雅婷 薛孔松 曾志平 黄衍堂
通过研究荧光型光纤温度传感和热辐射型光纤温度传感，该文设计了一种结合荧光寿命与热辐射测温的光纤温度传感器，适用温度为30～800℃。首先，改进了传统的荧光传感探针，采用石英玻璃棒代替光纤，可避免高温下光纤吸收和散射损耗导致的光传输效率下降。其次，利用耐高温的Y(P,V)O4:Eu3+荧光材料进行中、低温段（低于400℃）的荧光寿命测温，获得材料荧光寿命与温度的关系；在中、高温段（高于300℃），使用光功率计测得1 490 nm波长下光纤探针的热辐射功率与温度的关系，并拟合得到热辐射功率与温度的四阶表达式；然后，在两种测温方法都有效的温度重叠区（300～360℃），使用荧光寿命测温值标定热辐射的功率与温度关系式，确保高温段的测温精度；最后，将荧光寿命测温与热辐射测温相结合，实现30～800℃范围内的温度测量。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗钧 李华 付丽 侍宝玉
针对传统的无线数据采集存在着距离短、功耗高的不足,设计了一套通信距离较远、超低功耗的无线采集系统。系统以德州仪器最新高性能低功耗微处理器MSP432的主控单元,配合温湿度传感器、光敏电阻,对温度、湿度、光照度进行采集,通过无线模块实现数据的无线传输,并显示在LCD显示器上。通过该实验,学生能很好地学习嵌入式硬件和软件的设计开发过程,培养学生的团队协作能力。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
黄家露 杨方 张衍林
针对温室环境监控的特点,以CC2430芯片为核心设计一种传感器节点。传感器节点上有温湿度、光照度等传感器,并留有外接接口可以扩展各种传感器。各节点工作在频分多址(FDMA)通信模式下无线传输数据,组成一个小型的无线传感器网络(WSN)。温室大棚内的各采集节点将采集的数据通过各自的传输信道传输到网关节点上,最终计算机通过串口接收到网关节点的数据,并通过软件保存数据。试验结表明:设计的无线传感器节点在FDMA通信系统模式运行下,能够稳定、高效、低能耗地监测温室大棚。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
陈克涛 张海辉 张永猛 张杰 吴婷婷
【目的】针对现有农业环境监测网关设备开发成本高、系统功耗大、操作复杂等不足,设计开发一种用于农业环境监测的无线传感器网络网关节点。【方法】网关节点以低功耗芯片CC2530为核心处理单元,通过外围状态指示电路、电源管理模块等,完成ZigBee网络组网和监测节点数据收集及处理功能;同时通过串口方式连接SIM900A模块,采用GPRS方式将监测数据上传至中心服务器。最后在农田进行了监测数据误包率与信号接收强度测试,并通过实地部署试验验证了系统的稳定性及可靠性。【结果】所设计的网关节点能实现4种农业环境数据的采集,节点间距小于120m时数据传输误包率低于1%,监测数据在30d农田试验期内连续变化,可长...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
于金鹏 周燕 莫逆 刘兴男 赵雷
电涡流位移传感器的载波信号和解调信号均为模拟处理信号,其测量和解调电路均会提高硬件电路复杂性和信号的不稳定性,并增大磁轴承系统的总体设计体积和功耗等。针对这一问题,该文设计了以调幅式电涡流位移传感器为基础的数字化电涡流位移传感器。利用现场可编程门阵列(FPGA)的数字输出信号设计传感器的载波信号,通过FPGA的软件设计对测量电路的输出信号进行数字化处理。该设计在有效降低电路设计复杂性和功耗的同时,提高了传感器测量的可靠性和精确性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
徐晓玲 余佼 张明辉 李文凯 刘且根
通过整合NI ELVIS和CSY系列传感器实验平台,使用LabVIEW图形化编程语言构建了基于LabVIEW的传感器虚拟综合实验系统。该实验系统可对压力、转速、位移、温度等参数的传感器电路获得的数据进行分析和处理。用户可以在前面板选择不同的实验,了解实验目的和实验原理,完成实验后直接生成实验报告。用户也可根据自己的需求进行实验功能拓展。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘帅 王红 吴舒辞
本文对无线传感器网络在木材干燥中的应用进行了探索性研究,提出基于无线传感器网络的木材干燥监测系统,初步介绍了系统总体结构、传感器节点的硬件和软件资源。该系统由干燥窑无线监测网络和监控中心两个部分组成,可实时、在线、精确获取干燥窑各类环境参数,具有部署灵活、维护方便、成本低廉、扩展性好等优点。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘鸣 赵航芳 景子栖 瞿逢重 魏艳 佟蒙蒙
为了更好地帮助学生理解水下被动像形成的内涵与外延,研制了一套(线、面、体)适用于实验教学的水下接收阵装置,分别为线阵,圆环阵与双螺旋线阵。该套接收阵遵循信道容量定理及教学实际情况而设计,具有阵形结构简单、体积小、操作方便、演示生动等特点。该装置可较好地应用于水池中波束形成等基础实验,将来也可以拓展用于多普勒效应探究和信道均衡解码验证等拓展型实验。该阵装置有利于生动展现实验现象,从而提升实验演示效果。
关键词：
水下传感器阵 垂直线阵 圆环阵 螺旋线阵
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
张金龙 丁为民 彭嵩植
设计了一种供旋耕刀测力用的延伸八角环传感器。该传感器具有良好的线性,较高的灵敏度及较小的滞后现象;各被测参数间的交互影响很小,可以忽略。
关键词：
传感器 八角环 旋耕刀 测试技术
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
黄昊翀 江佳鑫 丁琪 熊树龙 张天权 高华 董爱国 刘昊 肖畅 郑志远
基于"法布里-珀罗(F-P)干涉仪测量钠灯波长差"物理教学实验,介绍了法布里-珀罗干涉仪的基本工作原理;针对干涉圆环调节难度大和微调鼓轮改变光程操作耗时长给教学中操作者带来视觉疲劳以及导致测量误差增大的问题,提出改进操作方法,分别给出了逐步放大法调节干涉条纹以及微调和粗调鼓轮混合调节法来提高实验效率。通过对比实验数据结果和引入Matlab软件进行线性拟合误差分析的方法,验证了鼓轮混合调节法是一种能够提高实验效率同时保证数据测量准确性的可行方案。
关键词：
F-P干涉仪 波长差测量 优化技术
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