面向低频振动测量的双光纤光栅加速度传感器研究

1

作者 于瑞红 姚振静 +3 位作者 罗青山 王妍 罗鑫 邱忠超 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期157-163,共7页

低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特... 低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特性,给出传感器的谐振频率和灵敏度公式。建立传感单元的数学模型,对传感单元结构参数进行优化,并利用有限元仿真验证理论分析结果,最后制作传感器实物并对其进行性能测试。结果表明,传感器固有频率为65 Hz,在3~45 Hz频段具有平坦的灵敏度响应,动态范围为73 dB@10 Hz,灵敏度为1498.29 pm/g,线性度为0.9998,横向串扰为–33.99 dB,能够满足工程中低频振动检测的要求。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅(FBG) 加速度传感器 十字簧片 低频振动

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震后生命探测技术研究综述 被引量：8

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作者 姚振静 高韬 +1 位作者 张军 刘淑聪 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第12期8-10,共3页

生命探测是震后应急救援关键技术之一。介绍现有生命探测技术,包括雷达生命探测技术、光学生命探测技术、声波振动生命探测技术、红外生命探测技术4种。给出了生命探测技术的国内外研究现状,分析了4种生命探测技术各自具有的优势和存在... 生命探测是震后应急救援关键技术之一。介绍现有生命探测技术,包括雷达生命探测技术、光学生命探测技术、声波振动生命探测技术、红外生命探测技术4种。给出了生命探测技术的国内外研究现状,分析了4种生命探测技术各自具有的优势和存在的问题。最后对生命探测技术的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 震后救援 生命探测 传感器

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无串扰超声测距系统编码激励序列优化与分析 被引量：5

3

作者 姚振静 孟庆浩 李根旺 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第3期502-505,共4页

为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制(CPPM)构造每个超声换能器的编码激励发射序列,相关分析法被用于识别回声序列。回声序列的相关特性决定超声测距的准确性和精度,回声序列的能量影响超声测距的最远可测距离。为使回声序列的相关特性和... 为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制(CPPM)构造每个超声换能器的编码激励发射序列,相关分析法被用于识别回声序列。回声序列的相关特性决定超声测距的准确性和精度,回声序列的能量影响超声测距的最远可测距离。为使回声序列的相关特性和能量最优,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)优化了CP-PM发射序列。用小波变换分析了优化后发射序列及回声序列的特点,得到了影响回声序列相关特性和能量的因素。该法在两路Polaroid 600系列静电超声换能器测距系统中获得了验证。 展开更多

关键词 超声换能器 串扰 编码激励 混沌脉冲位置调制 多目标优化 小波变换

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无线同步仿生机械手系统的设计 被引量：4

4

作者 姚振静 潘杰 +1 位作者 尚浩天 李立新 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第9期40-45,共6页

针对大多数机械手只具有微机控制或程序控制,无法实现与人手动作同步的不足,设计了15自由度无线同步仿生机械手系统。采用体感机械手套实时采集人手动作并无线发送给仿生机械手。15自由度仿生机械手采用微分算法调节舵机转动角度,实现... 针对大多数机械手只具有微机控制或程序控制,无法实现与人手动作同步的不足,设计了15自由度无线同步仿生机械手系统。采用体感机械手套实时采集人手动作并无线发送给仿生机械手。15自由度仿生机械手采用微分算法调节舵机转动角度,实现同步模仿人手抓取等动作。经过测试分析,无线同步仿生机械手系统抓取不规则形状或柔软物体用时均小于2 s,每根手指抓取误差均小于0.9°。 展开更多

关键词 无线同步 机械手 同步抓取 反馈调节 自由度

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基于优化扩频发射信号超声多生命体定位方法 被引量：1

5

作者 姚振静 杨敬松 +1 位作者 宋燕星 郭纯生 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第2期11-14,共4页

震后超声多生命体定位系统受到噪声及串扰的影响导致错误的定位结果并降低系统的工作效率。为提高超声多生命体定位性能,提出了混沌编码和二值相移键控调制法构造超声传感器发射端的扩频发射信号,相关技术被用于接收端解扩。为获得最佳... 震后超声多生命体定位系统受到噪声及串扰的影响导致错误的定位结果并降低系统的工作效率。为提高超声多生命体定位性能,提出了混沌编码和二值相移键控调制法构造超声传感器发射端的扩频发射信号,相关技术被用于接收端解扩。为获得最佳的相关效果,采用遗传算法优化Ulam-von Neumann变换混沌序列初值。在模拟震后环境中,优化扩频发射信号作用于超声多生命体定位系统进行了实验验证。实验结果表明,所提优化扩频发射信号可实现多个生命体同时定位,定位绝对误差在3.9cm以内。 展开更多

关键词 震后生命探测 超声 多目标定位 信号优化

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短周期地震计回转摆敏感元件优化设计与仿真 被引量：1

6

作者 姚振静 段艳丽 +2 位作者 范业彤 洪利 高强 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第31期23-29,共7页

为拓展地震计有效频带范围,对回转摆进行理论分析,得出回转摆频率特性与敏感元件簧片尺寸计算公式。采用ANSYS仿真软件建立回转摆有限元仿真模型,对敏感元件进行模态和静态分析,并对敏感元件簧片尺寸进行优化设计。采用游击力锤激励法... 为拓展地震计有效频带范围,对回转摆进行理论分析,得出回转摆频率特性与敏感元件簧片尺寸计算公式。采用ANSYS仿真软件建立回转摆有限元仿真模型,对敏感元件进行模态和静态分析,并对敏感元件簧片尺寸进行优化设计。采用游击力锤激励法对优化前后的回转摆进行振动模态实验,测试结果表明回转摆模态频率误差在1. 01%以内,验证了优化回转摆仿真模型的合理性。采用正弦标定法测量优化前后地震计的频率特性,实验结果表明:相比于传统敏感元件地震计,优化后回转摆一阶与二阶固有频率差提高了22. 48%,地震计频带范围拓展了21. 42%,为地震计扩展频带范围提供了理论依据。 展开更多

关键词 短周期地震计 回转摆 敏感元件 固有频率

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基于创新能力培养的《过程控制》教学方法改革 被引量：5

7

作者 姚振静 李立新 吴鹏 《中国科技信息》 2013年第4期140-140,共1页

分析《过程控制》课程教学存在的问题。为培养学生的创新能力,在教学内容、教学方式、实践教学三个方面对课程教学方法提出改革的具体措施。全新的教学模式将课堂教学、实践、竞赛等融为一体,注重学生的动手创新能力,使培养的学生更具... 分析《过程控制》课程教学存在的问题。为培养学生的创新能力,在教学内容、教学方式、实践教学三个方面对课程教学方法提出改革的具体措施。全新的教学模式将课堂教学、实践、竞赛等融为一体,注重学生的动手创新能力,使培养的学生更具有应用性和实践性。 展开更多

关键词 过程控制 教学内容 教学方式 实践教学

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面向新工科的电控类专业工程实践教学体系改革与建设 被引量：3

8

作者 姚振静 姜运芳 +1 位作者 王佳慧 郭丽丽 《江苏科技信息》 2020年第18期81-84,共4页

文章介绍了在新工科背景和创新创业教育改革思想的指导下,采用成果导向优化人才培养方案,构建全员参与的创新创业协同培养平台,重构阶梯式工程实践训练体系,并基于CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)教育理念优化课程体系,培养电... 文章介绍了在新工科背景和创新创业教育改革思想的指导下,采用成果导向优化人才培养方案,构建全员参与的创新创业协同培养平台,重构阶梯式工程实践训练体系,并基于CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)教育理念优化课程体系,培养电控类专业学生创新精神和工程实践能力,取得了突出的人才培养成效。 展开更多

关键词 新工科 教学体系 工程实践 创新创业

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基于创新创业能力培养的“过程控制”课程实践教学改革与实践 被引量：6

9

作者 姚振静 李立新 段艳丽 《江苏科技信息》 2019年第11期68-70,74,共4页

"过程控制"课程是自动化专业一门具有极强工程实践性的课程。文章依托创新创业教育人才培养计划改革契机,通过优化实践教学内容,改进实践教学模式,注重培养学生的工程实践能力和创新意识,对提升工程类实践教学效果有一定借鉴... "过程控制"课程是自动化专业一门具有极强工程实践性的课程。文章依托创新创业教育人才培养计划改革契机,通过优化实践教学内容,改进实践教学模式,注重培养学生的工程实践能力和创新意识,对提升工程类实践教学效果有一定借鉴作用。 展开更多

关键词 过程控制 实践教学 创新创业

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基于组态软件的水箱液位监控系统设计 被引量：1

10

作者 姚振静 高琴 陈逊 《中国科技信息》 2013年第10期159-159,163,共2页

采用组态王软件设计水箱液位监控系统实现液位的实时显示、控制器参数在线调整,并采用经验试凑法整定PID控制器的参数。实验数据验证设计系统的可行性实现水箱液位控制系统的监控,系统的超调量小、控制精度高。

关键词 组态王 液位 监控

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基于组态王软件的双容水箱流量监控系统设计 被引量：3

11

作者 姚振静 段艳丽 《无线互联科技》 2019年第7期61-62,83,共3页

文章采用组态王软件设计双容水箱流量监控系统,运用扩散硅液位变送器进行液位测量,电动调节阀为执行器,采用PI算法控制双容水箱流量。经过实验,可以实现在系统工作时的实时监控与速度曲线显示,当双容水箱受到阶跃扰动时,控制效果最优,... 文章采用组态王软件设计双容水箱流量监控系统,运用扩散硅液位变送器进行液位测量,电动调节阀为执行器,采用PI算法控制双容水箱流量。经过实验,可以实现在系统工作时的实时监控与速度曲线显示,当双容水箱受到阶跃扰动时,控制效果最优,上升时间为22 s,超调量为26.7%,达到较为良好的监控要求。 展开更多

关键词 组态王 流量 监控

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光纤地震计研制进展 被引量：1

12

作者 姚振静 潘杰 《山西地震》 2020年第3期47-50,共4页

地震波的测量具有重要意义,地震计是测量地震波的关键。与传统电学传感地震计相比,运用光纤传感技术的地震计具有重量轻、体积小、灵敏度高、低频特性好、绝缘性好、抗电磁干扰、远距离监测等优点,可实现大规模的网络传感。文章主要介... 地震波的测量具有重要意义,地震计是测量地震波的关键。与传统电学传感地震计相比,运用光纤传感技术的地震计具有重量轻、体积小、灵敏度高、低频特性好、绝缘性好、抗电磁干扰、远距离监测等优点,可实现大规模的网络传感。文章主要介绍应用光纤传感技术地震计的各种类型和工作原理,阐述了应用光纤传感技术地震计在国内和国外的研究现状,并指出存在的一些问题。 展开更多

关键词 地震波 地震计 光纤传感

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基于组态王和S7-200的过程控制综合实验平台

13

作者 姚振静 高琴 吴鹏 《科技创新导报》 2013年第2期180-181,共2页

介绍了以三容水箱、小型锅炉和板式换热器为被控对象,SIMATIC S7-200 PLC为控制器,装有组态王监控系统的上位机构成的过程控制综合实验平台。上位机通过PC/PPI电缆与下位机PLC通信,实时检测被控对象的液位、温度、压力、流量四个参数,... 介绍了以三容水箱、小型锅炉和板式换热器为被控对象,SIMATIC S7-200 PLC为控制器,装有组态王监控系统的上位机构成的过程控制综合实验平台。上位机通过PC/PPI电缆与下位机PLC通信,实时检测被控对象的液位、温度、压力、流量四个参数,经过数据处理和PID运算,运算结果输出送至执行器,执行器为电动调节阀和变频器。实践教学证明,该实验平台充分模拟工业控制现场,人机界面友好,实验效果良好,可完成多种过程控制实验。 展开更多

关键词 过程控制 传感器 组态王

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基于混沌脉冲位置调制的实时超声测距系统串扰抑制 被引量：11

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作者 孟庆浩 兰少莹 +1 位作者 姚振静 李根旺 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2268-2272,F0003,共6页

超声测距系统中各换能器之间存在的干扰(即串扰)会严重制约测距的准确性;为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制构造每个超声换能器的短发射序列;相关分析法被用于识别回声序列.分析了超声串扰产生原因,并给出了脉冲占空比与各次谐波能量的... 超声测距系统中各换能器之间存在的干扰(即串扰)会严重制约测距的准确性;为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制构造每个超声换能器的短发射序列;相关分析法被用于识别回声序列.分析了超声串扰产生原因,并给出了脉冲占空比与各次谐波能量的对应关系.为获得最佳的相关效果,采用遗传算法对Logistic混沌满映射调制的短序列脉冲间隔做了优化.所提方法在DC-DC(直流-直流)激励的静电型超声测距系统中获得了验证.结果表明,在合理配置脉冲间隔的情况下,混沌脉冲位置调制可用于消除实时超声测距系统的串扰. 展开更多

关键词 超声换能器 超声串扰 混沌脉冲位置调制 相关分析

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主动红外探测式视觉生命探测系统 被引量：7

15

作者 宋燕星 高琴 +1 位作者 姚振静 郭纯生 《红外技术》 CSCD 北大核心 2012年第9期521-524,共4页

针对地震后救援现场光照度低、温度变化复杂等特点,设计一款视觉生命探测系统,该系统主要由图像采集、图像传输、图像处理及显示、系统控制四模块构成。当救援现场光照度≥1.0 lx时,系统对救援现场进行可见光图像采集;当救援现场光照度&... 针对地震后救援现场光照度低、温度变化复杂等特点,设计一款视觉生命探测系统,该系统主要由图像采集、图像传输、图像处理及显示、系统控制四模块构成。当救援现场光照度≥1.0 lx时,系统对救援现场进行可见光图像采集;当救援现场光照度<1.0 lx时,采用红外主动探测方式,即系统近红外光源打开,CCD接收救援现场反射的近红外光并将其转化为图像信号。同时,为提高救援现场环境成像的信噪比,系统中图像处理模块对采集的图像进行相应处理。该系统可实现低照度下震后救援现场的高清晰成像要求,为救援人员制定高效可行的救援方案提供决策依据。 展开更多

关键词 机器视觉 视觉生命探测系统 红外主动探测 地震救援

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高速采集图像实时压缩算法 被引量：3

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作者 宋燕星 袁峰 +1 位作者 刘淑聪 姚振静 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1172-1176,共5页

为了解决高速图像采集给图像数据的实时传输和存储带来的困难,提出了一种基于提升形态Haar小波的面向自动目标识别(ATR)的图像压缩算法——目标形态小波图像编码(TMWC)。该算法将形态Haar小波与数学形态学方法结合应用。首先将采集图像... 为了解决高速图像采集给图像数据的实时传输和存储带来的困难,提出了一种基于提升形态Haar小波的面向自动目标识别(ATR)的图像压缩算法——目标形态小波图像编码(TMWC)。该算法将形态Haar小波与数学形态学方法结合应用。首先将采集图像进行二维提升形态Haar小波分解,结合目标感兴趣区域(ROI)检测要求的特点,仅在尺度信号域内应用设计的目标ROI检测算子,完成目标ROI的检测。根据ROI检测结果将低频尺度信号分为3种编码层,并对不同的编码层选用不同的编码方法。仿真实验结果表明:该算法运算简单,对图像的压缩效果较好,且可以近无损保存目标信息。 展开更多

关键词 图像压缩 高速图像采集 形态Haar小波 数学形态学 自动目标识别

原文传递

优化伪随机脉冲位置调制序列激励的无串扰超声测距系统 被引量：3

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作者 孟庆浩 兰少莹 +1 位作者 姚振静 李根旺 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1645-1649,共5页

超声测距系统中多路换能器同时工作存在的串扰会导致错误的距离测量和降低系统的工作效率。为消除此串扰,提出了伪随机脉冲位置调制(PPPM)法用于构造超声发射序列。PPPM序列中脉宽固定,脉冲位置由伪随机数序列调制。为获得尖锐的自相关... 超声测距系统中多路换能器同时工作存在的串扰会导致错误的距离测量和降低系统的工作效率。为消除此串扰,提出了伪随机脉冲位置调制(PPPM)法用于构造超声发射序列。PPPM序列中脉宽固定,脉冲位置由伪随机数序列调制。为获得尖锐的自相关函数和平坦的互相关函数,对四种常用的同余法产生的伪随机数进行了定量检验,并选定统计特性最好的乘加同余法用于构造PPPM序列。为提高超声测距系统实时性,采用遗传算法优化较短的PPPM序列中脉冲之间的间隔范围。将所提方法用于多路Polaroid600系列静电型换能器构成的超声测距系统,实验验证了所提方法的可行性。 展开更多

关键词 超声测距系统 串扰 伪随机脉冲位置调制 同余法 遗传算法

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红外与声波协同生命探测平台研发 被引量：3

18

作者 杨敬松 姚振静 +1 位作者 宋燕星 贺秀玲 《中国测试》 CAS 北大核心 2013年第5期72-75,共4页

基于单一类型信息源的生命探测技术因自身缺陷无法完全满足震后救援的需要。该文在介绍音频、视频和雷达生命探测技术工作原理的基础上,分析它们各自具有的优势和存在的问题,给出异类多传感器协同探测的优势与现状,设计红外与声波协同... 基于单一类型信息源的生命探测技术因自身缺陷无法完全满足震后救援的需要。该文在介绍音频、视频和雷达生命探测技术工作原理的基础上,分析它们各自具有的优势和存在的问题,给出异类多传感器协同探测的优势与现状,设计红外与声波协同生命探测平台,给出平台的结构模型、传感器的选择策略以及相应的性能指标。主要实现红外图像与声波信息的同步采集、分析与处理,兼具音频生命探测和视频生命探测的功能,弥补单一传感器生命探测仪的不足,能得到更全面、更准确的生命体及救援现场信息,更适用于震后复杂的救援环境。 展开更多

关键词 生命探测 多传感器协同 红外传感器 声波传感器

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电容式加速度计敏感结构优化设计与仿真 被引量：2

19

作者 洪利 穆如旺 +2 位作者 姚振静 韩智明 李亚南 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第10期21-26,共6页

介绍一种电容式加速度计的敏感结构,通过Solidworks三维实体模型软件对其建模,推导敏感结构固有频率、灵敏度计算公式,进行理论计算,并对敏感元件簧片尺寸进行优化设计。采用有限元ANSYS仿真软件对敏感结构进行静态和模态分析,对该型加... 介绍一种电容式加速度计的敏感结构,通过Solidworks三维实体模型软件对其建模,推导敏感结构固有频率、灵敏度计算公式,进行理论计算,并对敏感元件簧片尺寸进行优化设计。采用有限元ANSYS仿真软件对敏感结构进行静态和模态分析,对该型加速度计进行动态性能测试。实验结果表明:该型加速度计敏感结构固有频率可达近100 Hz,加速度计频率带宽拓展了130%,仪器抗干扰能力也得到大幅提升,为仪器设备中具有相似敏感结构的振动分析方法和集中参数布置设计提供了参考。 展开更多

关键词 电容式加速度计 敏感结构 优化设计 簧片 固有频率 灵敏度

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多通道微震信号采集系统设计 被引量：2

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作者 蔡建羡 缪杰 +2 位作者 姚振静 李亚南 韩智明 《工矿自动化》 北大核心 2018年第8期100-104,共5页

针对现有矿山微震信号采集系统存在价格昂贵且通用性不强等问题,设计了一种多通道微震信号采集系统。该系统采用地震计拾取微震信号,利用采集电路实现对微震信号的放大、数模转换及数字滤波,利用STM32将滤波后的信号通过USART实时发送... 针对现有矿山微震信号采集系统存在价格昂贵且通用性不强等问题,设计了一种多通道微震信号采集系统。该系统采用地震计拾取微震信号,利用采集电路实现对微震信号的放大、数模转换及数字滤波,利用STM32将滤波后的信号通过USART实时发送给上位机进行分析处理。测试结果表明,该系统可以准确采集、记录地震计拾取的3个通道的微震信号,稳定性好、可靠性高、成本低。 展开更多

关键词 矿山微震信号 地震计 数据采集 信号监测 STM32

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