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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李志敏 赖际舟 吕品 张且且
为满足导航与测控专业对实验教学的要求，该文结合三轴磁传感器的测量原理，采用软硬结合的方式设计了基于椭球拟合的三轴磁传感器快速标定实验。首先，分析磁传感器的测量机理，构建测量误差数学模型；然后，使用蓝牙通信接口采集三轴磁传感器的数据，并进行串口数据解码；最后，采用基于RANSAC改进的最小二乘椭球拟合方法求解磁传感器的标定参数。该实验能够在不借助外部参考信息的情况下快速、有效地提高三轴磁传感器的信息质量，结合传感器理论与工程应用，软硬紧密结合，能够提升相关专业学生的理论水平和综合实践能力。
[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] 实验技术与管理
[作者]
马玉林 李尚松 张红霞 武怡珊 高云智
结合科研成果,基于电化学传感器的基本原理设计了电极制备、电化学性能测试及氧气检测的综合性电化学氧气传感器实验。通过该实验使学生了解电化学传感器的基本原理。该实验涵盖了物理化学和分析化学的理论知识,涉及多项单元操作,并将实验教学与生活密切结合,对于丰富教学实验项目、激发学生好奇心、提高学生科研兴趣具有重要的意义。
[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] 实验技术与管理
[作者]
张凯 暴凯凯 熊珍玉 李田蕊
设计了一个适用于本科生环境监测学、环境生物学和环境土壤学等环境学科专业的探索性实验——磁性纳米细菌传感器（MNPs-P.phosphoreum biosensor）表征污染土壤生物毒性实验。实验内容包括MNPs-P.phosphoreum Biosensor合成、MNPs-P.phosphoreum Biosensor对污染土壤中HgCl_2响应测定、MNPs-P.phosphoreum Biosensor对重金属污染土壤生物毒性表征等。该实验可以锻炼学生的实验操作能力，加深他们对环境生物学与监测学中生物检测相关内容的理解，直观感受重金属污染土壤对生物带来的应激反应，激发学生对环境土壤学、环境微生物和环境毒理学等前沿知识的兴趣。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
叶涛 陶鸿景 欧阳煜 朱红秀 刘旭涛 郭智蔷
针对机械工程测试课程实验要求，结合管道内壁测量的实际工程问题，该文设计了一种基于高分辨率摄像机与光学反射系统的全向结构光视觉传感器，该传感器采用结构光视觉三维测量技术实现管道内壁缺陷测量，具有制造成本低、测量精度高的特点。针对传感器标定与应用设计了4个实验项目，实验结果表明，在狭窄受限空间和低光照的环境中，该测量系统可以实现管道内壁的三维测量，满足实际应用要求。通过实验，学生加深了对视觉测量理论知识的理解，掌握了理论知识在实际工程中的应用，为后续研究及工作打下基础。
[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]
杨保东 薛朝 周海涛
该文改进了传统的法拉第磁致旋光仪的轴向磁场产生装置，设计的核心是将多个沿厚度方向充磁的圆柱形钕铁硼永磁铁对称地放置在待测样品周围，改进的法拉第磁致旋光仪具有磁场空间分布稳定、轴向磁场均匀、且大小灵活可调等优点。此外，提出采用“相位法”测量法拉第磁致旋光角，与“消光法”比较表明“相位法”能显著提高测量精度，测量误差小于0.5°。改进的磁场产生装置和测量方法也可用于法拉第反常色散滤光器等磁光旋转科研实验。
关键词：
法拉第磁光效应 均匀磁场 维尔德常数
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
赵胜华 张国忠 张仕杰 付建伟 谢干 MOHAMED Anwer
为实现水稻联合收割机脱粒滚筒实时喂入量监测,基于薄膜传感器设计了一种脱粒滚筒喂入量测量系统,其原理为通过薄膜传感器测出滚筒顶盖侧边因喂入量变化而产生的受力变化。以额定喂入量为0.8kg/s的小型横轴流脱粒滚筒为试验对象,以成熟的晚籼98和传奇丰两优1号水稻为主要试验材料,在转速分别为650、800、950、1 100r/min、喂入量为0.2～0.8kg/s的条件下开展台架试验,结果显示:薄膜传感器采集的实时信号与实时喂入量显著相关,对喂入量和传感器信号进行线性关系拟合,拟合效果较好。试验结果表明,设计的测量系统可以通过传感器信号对喂入量进行测量。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
朱传辉 朱志明 柯挚捷 张天一
视觉传感是智能化焊接生产制造中实现焊接坡口尺寸参数、焊枪空间位姿等在线检测的关键技术,其有效应用的前提是视觉传感器内参的准确标定.该文针对独特设计的基于组合激光结构光的视觉传感器,提出一种视觉传感器内参一体化标定方法,基于普通的棋盘格标定板,通过标定相机内参,采用骨架细化法与Hough直线检测提取图像中的激光线中心线,求取投射在标定板上的激光线中心线上点在相机坐标系中的三维坐标和拟合激光结构光平面方程参数等,可实现视觉传感器内参的一体化标定,有效提高视觉传感器内参的标定精度和效率及标定过程的便捷性.在平面工件焊接坡口尺寸参数检测验证试验中,焊接坡口尺寸参数的检测误差均值和重复误差皆不超过0.04 mm,表明该视觉传感器的标定精度良好,可以满足焊接领域对焊接坡口尺寸参数的检测需求.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
冯宇星 郑军 林劲松
传统线激光视觉传感器受到相机景深的限制，高精度测量范围有限。通过倾斜镜头以满足Scheimpflug定律，能在视觉传感器内建立恒聚焦光路，使可见范围均清晰成像。该文针对改进后的线激光视觉传感器，提出了一套完整且有效的标定方案。相机内参标定方面，建立了倾斜相机成像模型，并提出了新的参数初值获取方法和非线性优化流程。光平面标定方面，设计了双台阶形状的新标定靶物，只需要采集一次标志物轮廓信息就能通过最优化求解快速完成光平面标定。实际测量结果显示，完成标定的传感器对标准陶瓷量块尺寸的检测偏差均值约为0.028 0 mm,表明该文提出的标定方案可靠有效，符合实际应用需求。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
贾英辉 耿涛 徐光宪 陈万志 冯泽鹏
设计了通信专业创新实验案例—基于STM32的多气体传感器检测光传输创新实验系统,并对实验系统的气体检测模块和光传输模块进行了软硬件设计。实验结果表明该实验系统能实时检测多种有害气体浓度,可通过光纤进行远距离信息传输。通过设计实验系统,不但使学生可以掌握通信、电路、电子设计和单片机技术,而且使学生的应用创新能力和实践能力得到提升。
关键词：
单片机 光传输 应用创新 气体检测
[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。
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