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传感器与微系统杂志

杂志介绍

传感器与微系统杂志是由中国电子科技集团公司主管,中国电子科技集团公司第四十九研究所主办的一本北大期刊。

传感器与微系统杂志创刊于1982,发行周期为月刊,杂志类别为电子类。

  • 植入式柔性神经刺激微电极研究进展

    关键词: 柔性  刺激性  记录  植入式  神经微电极  

    柔性微电极为电子系统与生物组织间提供一个信息交换界面。主要详述了不同设计的神经微电极,比如筛状电极、卡夫电极、螺旋电极及剑状和针形电极等,并且比较和讨论了它们的分类、结构以及特点。

  • 武装直升机大气数据传感器技术研究进展

    关键词: 大气参数  武装直升机  传感器技术  单轴  双轴  三轴  集成  

    大气数据系统提供的大气参数是影响武装直升机飞行安全和武器打击精度的重要因素。根据未来武装直升机对大气数据传感器技术发展的需求,分析了传统武装直升机单轴大气数据传感器技术、双轴大气数据传感器技术、三轴大气数据传感器技术、嵌入式大气数据传感器技术、光学大气数据传感器技术及虚拟大气数据传感器技术存在的技术问题;总结了武装直升...

  • 微型振动式能量采集器研究进展

    关键词: 振动  能量采集  电源管理  发展现状  

    振动能量采集器具有体积小、寿命长、高能量密度的特点成为当前广泛研究的重要微能源器件之一。重点介绍了基于电磁式、压电式、静电式、磁致伸缩式、复合式等采能原理的能量收集模块,系统综述了上述能量采集模块的优缺点、国内外现状及未来发展趋势;同时综述了微能源重要组成部分——电源管理和储能电路模块的研究现状,最后展望了振动式微能源...

  • 基于矩阵的无线传感器网络数据融合方案

    关键词: 无线传感器网络  数据融合  矩阵  剩余能量  相对密度  

    数据融合是降低无线传感器网络(WSNs)能耗的重要手段,为了有效地节省WSNs节点的能量,提出一种基于矩阵的层簇式数据融合方案。在簇头选举时,考虑节点的剩余能量和相对密度,并利用矩阵运算对簇内成员节点采集的数据进行数据融合处理。最后将所提方案与传统的LEACH协议进行仿真比较,实验结果表明:相比于传统的LEACH协议,所提方案可以有效降低数...

  • 一种对称斜置式四陀螺惯导冗余配置方案

    关键词: 陀螺仪  冗余配置  可靠性  精度  平均无故障时间  测量矩阵  

    针对惯性器件冗余数量少,捷联惯导系统可靠度提升少的问题,首先分析了冗余优化准则的等价性,给出了最优冗余配置的充要条件。在基于四陀螺的正交方案、斜置方案和圆锥方案可靠度对比分析的基础上,提出一种对称斜置式方案,能进一步提高四陀螺方案的捷联惯导系统可靠度,而且该方案在陀螺出现故障时,系统精度具有很好的一致性,仿真结果表明:对称斜...

  • 基于恒温差的热膜风速测量方法研究

    关键词: 风速  热膜  热传导  恒温差  

    风速测量是流体流速测量领域中的重要组成部分,对于保证产品质量、提高生产效率以及节约能源都具有非常重要的意义。针对热扩散原理进行了深入的研究,确定了在恒温差状态下风速和加热功率的关系,通过恒温差控制电路改变供电电流补充气流带走的热量,该测量方法消除了环境温度变化的影响。实测结果表明:本恒温差风速测量方法有效地增加了测量范围...

  • 基于SKPCA的卫星整流罩空调系统传感器故障检测研究

    关键词: 卫星整流罩  空调系统  传感器  统计量核主元分析  故障检测  

    针对卫星整流罩空调系统对传感器故障检测的高可靠性的要求,在分析常见故障模式的基础上,采用了基于统计量核主元分析(SKPCA)的故障检测方法,建立整流罩空调系统传感器故障检测模型,对整流罩空调系统传感器容易出现的偏置故障进行了验证实验。实验结果验证了SKPCA方法在整流罩空调系统传感器故障检测中的正确性和有效性。

  • 激光三角法在物面倾斜时的测量误差研究

    关键词: 激光三角法  倾斜角  误差分析  最小二乘法  

    相比传统的触针式测量,激光位移传感器因其高精度和非接触式测量的优点,在机械工程中已广泛使用。鉴于激光三角法的设计原理,当工件产生倾斜角时,激光位移传感器会产生误差。通过激光位移传感器、精密电移台、精密旋转台构建了实验测量系统,对测量数据使用Matlab进行分析,所用电移台的重复精度小于5μm,测得了不同倾斜角度下激光传感器的误差,用...

  • 脉冲磁场传感器频率特性分析与拓宽频带方法

    关键词: 脉冲磁场  探测线圈  频率特性  频带  负载电阻  

    在针对电磁脉冲毁伤效能的研究中,提出一种采用线圈型磁场传感器的方法来测量电磁脉冲。根据线圈型磁场传感器测量脉冲磁场的基本原理,分析了其工作时的等效电路和频率特性,根据探测线圈归一化传递函数分析负载电阻对测量频率范围的影响,在此基础上就如何拓宽探测线圈的工作频段,提高传感器响应的灵敏度和稳定性进行了讨论,并提出相应的改进方法...

  • 基于自动抑制的传感器欠采样CT影像降噪方法

    关键词: 传感器欠采样  低剂量ct  投影域  降噪  自动抑制  

    提出了一种基于自动抑制的传感器欠采样CT投影域奇异值点抑制方法。为因传感器感应不足造成的短穿透距离和异值噪声较多的投影数据区域进行判定,之后依据判断的异值点自动选择合理阈值,并进行滤波,从而减少了经验值设置,提高了程序自动化抑制噪声的程度,并使得图像统计分布更趋于非平稳高斯分布。经过模拟仿真验证得出:该方法对因低剂量CT扫描...

  • 单矢量水听器对海面目标高分辨定位方法研究

    关键词: 单矢量水听器  模型匹配  高分辨算法  

    建立单矢量水听器简正波接收模型,引入高分辨算法构造代价函数对目标的距离和角度进行匹配搜索,实现对浅海中水面目标的定位。仿真结果表明:当接收信噪比不低于15 d B时,该方法依靠单矢量水听器就可以对水面目标进行定位。通过海试数据处理结果分析,在3 km范围内,在较高信噪比时,定位误差小于5%。实验数据验证了算法的有效性。

  • 基于传感器的飞机地面结霜实验分析与预测

    关键词: 结霜  光纤传感器  多项式  回归分析  预测  

    飞机在地面的结霜会破坏飞机的气动外形,对飞机的飞行性能产生不利的影响。为了对地面飞机结霜进行准确监测与预测,利用多种传感器对机翼的结霜环境进行实验研究,通过分析不同环境下模拟机翼的霜层生长曲线,探寻和统计飞机机翼的地面结霜规律。对结霜实验的数据进行分析,提出了不同结霜环境下的多项式回归预测模型。同时将多项式进行正交化,避免...

  • 光读出红外成像芯片真空封装研究

    关键词: 真空封装  红外成像焦平面阵列  光读出  阳极键合  焊料键合  

    为解决光读出红外成像焦平面阵列器件的真空封装,提出了一种新颖的真空封装方法。该封装结构由可见光窗口、硅垫片和红外窗口三部分构成。硅垫片和可见光窗口(玻璃)通过阳极键合形成封装腔体,用于放置芯片;红外窗口不仅选择性增透8~14μm波段的红外辐射,且作为封装盖板;封装腔体和红外窗口在真空室内通过焊料键合完成真空封装。该封装结构通过...

  • 基于PSO-BP的红外温度传感器环境温度补偿

    关键词: 红外温度传感器  温度补偿  粒子群优化  bp神经网络  

    针对红外温度传感器的测温精度易受环境温度的影响,提出了一种基于粒子群优化(PSO)BP(PSO-BP)神经网络的温度补偿方法。所提出的PSO-BP算法解决了一般BP算法迭代速度慢、且易陷入局部最优的问题,以热电堆传感器的环境温度补偿为例,进行算法实现,并以单纯的BP算法做对照。仿真结果表明:提出的PSO-BP算法对环境温度有明显的补偿效果,且优于单...

  • 一种GMI传感器目标探测模型

    关键词: 巨磁阻抗传感器  信号处理  曲线拟合  小波分析  bp神经网络  

    为了使巨磁阻抗(GMI)传感器能够在军事目标探测中发挥灵敏度高、探测距离远的特点,对其输出曲线处理方法进行改进,提出了基于幅值功率特征和小波特征的目标探测模型,既充分利用了敏感材料的GMI效应,又保证了测量的精度。最后通过模拟目标定位实验验证了该模型的有效性。该模型操作简单,易于实现,且定位精度较高,在目标探测与跟踪领域有很大的...

  • 无线传感器网络RCF-MAC协议研究

    关键词: 射频充电技术  能量干涉  网络吞吐量  无线传感器网络  

    射频充电(RFC)技术是一种通过基站发射射频电波为传感器节点补充电量的新兴技术。但在RFC无线传感器网络中,多基站同时发射能量时产生的能量干涉衰减现象会明显降低充电效率,此外,能量传输与数据通信共享信道会降低整个网络的吞吐量。针对上述问题,提出了RFC—MAC协议,为提高充电效率,将请求充电传感器节点周围的基站按距离分为两组,两组基站...

  • 氨气敏电极温度补偿模型研究

    关键词: 氨气敏电极  温度补偿  能斯特方程  非线性拟合  

    针对氨气敏电极易受温度影响的特点,基于能斯特方程,采用回归分析的方法,结合实验研究,建立了氨气敏电极测量电位和溶液浓度与温度三者间的三维关系模型,并实验验证了模型的可行性与准确性。

  • 基于光伏预测的微电网能源随机优化调度

    关键词: 微电网  不确定性  随机规划  粒子群优化算法  能源优化调度  

    可再生能源的间歇性和负荷的随机性对微电网能源管理系统(EMS)产生了巨大的挑战。在随机环境下的能源优化调度问题在微电网的研究中具有重要意义。以微电网中光伏发电系统的功率预测为基础,将光伏预测误差当做随机变量,建立了一种基于期望模型的能源随机优化调度模型。用Monte Carlo模拟方法生成了光伏发电预测误差的情景集,应用粒子群优化算...

  • GNSS姿态测量接收机性能分析

    关键词: 全球导航卫星系统  姿态测量  同源射频平台  载波相位测量  整周模糊度  

    利用同源射频平台实现了一种全球导航卫星系统(GNSS)姿态测量的接收机,接收机各射频电路相同且使用同一个晶振驱动,各射频通路之间有相同的信号处理特性。可以将射频通路分为主射频通路和从射频通路,主射频通路实现信号的捕获与跟踪,从射频通路利用差分相位鉴别器完成测量观测量提取。与传统使用独立接收机实现载波差分测向不同,主射频通道进...

  • 基于AKPSO算法的加速度计快速标定方法

    关键词: 加速度计标定  自适应kalman粒子群优化  markov链模型  

    针对粒子群优化(PSO)算法在加速度计标定优化后期出现的早熟、陷入局部最优的不足,以及Kalman PSO(KPSO)算法在设计与应用过程中存在的缺陷,提出了基于自适应Kalman滤波的改进PSO(AKPSO)算法,并将其成功应用于加速度计快速标定。利用粒子群状态空间Markov链模型,建立了粒子群系统状态方程和观测方程;采用指数加权的自适应衰减记忆Kalman滤...

  • 无源侦察传感器宽带信道化接收技术研究

    关键词: 无源侦察  传感器  多相滤波  

    信道化接收机是无源侦察传感器系统的核心,研究了基于多相滤波结构的信道化接收机的数学模型,并由此模型设计了一个多信道模拟系统,利用现场可编程门阵列(FPGA)对抽取、滤波、快速傅立叶变换(FFT)等模块进行了设计,解决了信号高速实时处理与FPGA处理速度之间的矛盾。最后用仿真实验结果验证了模型和系统实现的正确性。

  • 亚波长金属偏振光栅设计与分析

    关键词: 亚波长金属光栅  严格耦合波分析  周期  占空比  金属厚度  

    为解算大气偏振态来实现精确导航,基于严格耦合波分析,设计了适用于复眼结构的亚波长金属偏振器。针对不同周期、占空比和金属层厚度的单层、双层金属光栅进行了仿真分析,结合实际工艺水平和加工成本,最后选定周期200 nm,占空比0.5,深度200 nm,金属层厚度100 nm的双层金属光栅作为复眼结构的检偏器,设计的双层金属光栅在中心波段450 nm的蓝光(4...

  • 基于CAN总线的智能传感器节点设计与应用

    关键词: can总线  传感器节点  智能节点  岩土工程  

    针对基于RS—485总线的岩土工程数据采集系统实时性差、可靠性与错误检测能力低的问题,设计了基于CAN总线的智能传感器节点与岩土工程监测系统通信。详述了智能传感器节点硬件和软件设计。通过对基于CAN节点的位移计在工程安全监测上的应用,结果表明:基于CAN总线智能传感器节点具有工作稳定、性能可靠、精度高等特点。

  • 基于无线传感器网络的气体泄漏源定位机器人设计

    关键词: 气味源定位  无线传感器网络  移动机器人  高斯扩散模型  

    如何确定有害气体泄漏源的位置是机器人主动嗅觉要解决的关键问题。围绕移动机器人气体泄漏源定位问题,将Z字形算法和浓度梯度法相结合用于机器人气味源搜索运动控制,使其快速找到气味源。同时,在传统的移动嗅觉机器人上增加了无线传感器定位模块,使操作人员在远离泄漏源的电脑上即可获得气味源的坐标信息。实验证明:机器人可以找到泄漏源,并确...

  • 基于FPGA的双光幕测速系统设计与实现

    关键词: 光幕传感器  现场可编程门阵列  

    为了实现高精度炮弹速度测量,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的双光幕测速系统设计方案。采用EZ-ARRAY系列的测量光幕传感器产生精确同步光束的传感器阵列,用来代替多组传感器对,解决了光幕发射器与接收器一一对准困难的问题。同时利用FPGA实现A/D转换控制、数据存储和USB通信等功能。针对传感器输出的标称值与实际值有出入,设计了零点...

  • 基于显微视觉的微小型零件跟踪系统

    关键词: 显微视觉  目标跟踪  模板匹配  尺度不变特征变换  kalman滤波  

    微装配过程中的运动目标跟踪是一个新兴的研究方向。构建了一个由CCD相机、显微镜头、电控云台和图像处理模块组建的、针对微小型零件的显微视觉跟踪系统。为克服显微视场范围小的局限性,提出一种基于SIFT特征点的模板匹配和Kalman预测相结合的跟踪算法,通过Kalman预测实现在局部范围内的模板匹配,利用SIFT特征对模板匹配的结果进行校正和更新。...

  • 水下便携式三维声纳实时成像系统设计

    关键词: 便携式三维声纳系统  换能器  现场可编程门阵列  分级波束形成  三维建模  

    针对传统三维声纳装置体积庞大、设备沉重,在水下难以灵活作业的问题,设计了水下便携式三维声纳实时成像系统。通过现场可编程门阵列(FPGA)控制多路信号同步采样,优化波束形成算法大幅提高声纳信号处理速度,同时采用基于低功耗的数字媒体处理器以并行处理方式实时完成三维建模和图像显示。实验结果表明:系统续航时间可达4 h,水下零重量,可在4...

  • 基于振弦传感器的应变无线测量系统设计

    关键词: 振弦  应变  无线  通用分组无线业务  stm32  

    针对传统振弦式应变测量手段的缺点与不足,设计了一种基于振弦式传感器的应变无线测量系统。整个系统通过ARM来控制,并通过通用分组无线业务(GPRS)网络组成无线通信网络,实现了完全无人值守测量和系统的远程控制以及数据的无线传输。系统采样太阳能供电,可以更好地适应现场和野外试验不方便布线和取电的场合;系统具有大容量数据存储能力,无线...

  • 三维柔性触觉/热觉传感器设计与仿真

    关键词: 多功能触觉传感器  三维力  聚偏氟乙烯  有限元分析  

    针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性、多维力测量和热觉与触觉信号混杂等难题,设计了一种柔性多功能触觉/热觉传感器。介绍了该传感器的基本结构,并基于聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的特性建立了三维力并行测量的数学模型。触觉检测基于PVDF的压电效应,热觉检测基于PVDF的热释电效应。通过对触觉和热觉信号做比例减法运算,从而彻底区分触觉和热...

  • 一种战场士兵多生命体征监测头带设计

    关键词: 战场士兵  穿戴式  多生命体征监测  情景融合  

    针对战场环境,从便携式角度出发,采用可穿戴技术,设计了一种集成心电、脑电、脉搏波、体温以及人体姿态测量的战场士兵多生命体征监测头带。其中,以超低功耗的MSP430单片机为主控芯片,以低功耗的ADS1292R作为双电极心电和脑电采集芯片,以反射式光频转换器采集人体光电容积脉搏波,以医疗专用负温度系数(NTC)热敏电阻器作为体温传感器,以MMA7660...

  • 飞行器气动参数测试系统设计

    关键词: 恒流源  压力传感器  温度补偿  气动参数  

    为实现飞行器在实际飞行过程中受不同梯度气压影响的实时测试,设计了一种飞行器气动参数测试系统。针对压力敏感头在测试过程中温度漂移的问题,在恒流激励下,采用高精度元器件完成压力传感器的零点和灵敏度温度补偿,介绍了各个模块的设计。通过最小二乘法进行曲线拟合得到补偿数据,经过测试,压力测量精度优于0.1%,验证了设计方案的可行性。

  • 电力系统传感器网低复杂度匹配滤波器设计

    关键词: 电力系统  传感器网  匹配滤波器  方波  根升余弦滤波器  

    针对电力系统传感器网,设计了一种方波匹配滤波器,相比传统根升余弦匹配滤波器大大降低了实现复杂度。一方面方波匹配滤波器省去了传统方法中的乘法运算;另一方面,方波匹配滤波器的长度接近过采样倍数,远小于传统根升余弦匹配滤波器的长度。此外,误比特率性能仿真结果也表明了方波匹配滤波的有效性。

  • 基于多传感器的四旋翼飞行器硬件系统设计

    关键词: 四旋翼飞行器  卡尔曼滤波  陀螺仪  稳定控制  干扰控制  

    四旋翼飞行器由于其简单的机体结构与较为复杂的姿态控制,近年来在军用和民用领域广泛应用。旨在通过四旋翼飞行器飞控平台的搭建,实现对飞行器姿态的稳定控制。首先论述了四旋翼飞行器的飞行原理与机械结构,给出了硬件系统总体结构。在对各功能模块整合的基础上,实现基于多传感器的控制系统硬件电路设计。仿真与实验证明:多传感器使用过程中,...

  • 基于FPGA的仿人假手控制系统设计

    关键词: 仿人假手  控制系统  模块化设计  现场可编程门阵列  

    为了满足生机电一体化仿人假手的控制需求,提出了基于FPGA的仿人假手电气控制系统设计方案。采用模块化设计思想,由FPGA构成的主控芯片模块便于功能拓展与二次开发;由DSP构成的手指运动控制模块、肌电信号采集模块、电刺激模块、USB接口模块和电池管理模块均可独立工作,与主控芯片模块间通过通用接口连接。系统集成度高,可完全放置于假手内部。...

  • 基于Kinect传感器的瞳孔定位算法

    关键词: 瞳孔定位  主动表观模型  人机交互  图像处理  

    传统算法通常需在头部稳定或光线明亮的情况下进行,较难在自然条件下对多姿态头部运动时的人眼进行跟踪。针对该问题,提出基于Kinect传感器的瞳孔定位算法,使用三维主动表观模型(AAM)对眼轮廓匹配得到眼部特征点,粗定位分割出眼睛,再对瞳孔进行精确定位。实验表明:在多姿态与头部带有遮挡物的情况下仍能较好地跟踪和定位人眼。

  • 基于相关性感知的无线视频传感器网络路由协议

    关键词: 无线视频传感器网络  相关性感知  网络生存时间  虚拟势场  路由协议  

    无线视频传感器网络(WVSNs)节点的能量十分有限,为了降低传感器节点的能耗,延长网络生存时间,提出了一种基于相关性感知的视频传感器网络通信协议。首先对当前经典无线视频传感器网络路由协议的不足进行分析;然后从簇首节点的选择、簇的形成、节点感知方向的调整、簇内通信以及簇间通信等几个方面进行改进和优化;最后在Matlab 2012平台进行了...

  • 一种基于APIT的无线传感器网络混合型定位算法

    关键词: 无线传感器网络  近似三角形内点测试  定位精度  定位覆盖率  

    针对现有近似三角形内点测试(APIT)算法在信标节点密集环境下定位精度不高、稀疏环境下覆盖率较低的问题,提出了一种混合型定位算法。该算法通过减小三角形内点测试(PIT)时的三角形误判、选择优良的三角形,提高了信标节点密集环境下的定位精度。同时,该算法结合DV-Hop算法与两点定位法在稀疏环境下能计算出未知节点坐标的优点,提高了信标节...

  • 一种无线传感器网络可靠拓扑的生成算法

    关键词: 无线传感器网络  路由拓扑  可靠性  

    在无线传感器网络(WSNs)的应用中,网络中的节点需要将采集到的数据信息传送到汇聚节点,其信息传输的可靠性是十分重要的。然而,由于无线通信信道容易受到干扰和噪音的影响,极限情况时甚至可能造成数据传输失败,这对无线传感器网络的正常工作提出了极大挑战。针对上述问题,提出一种可靠拓扑的生成算法,通过该算法设计了一组可靠的路由拓扑,并通...

  • 基于次锚节点的无线传感器网络改进加权质心定位算法

    关键词: 无线传感器网络  加权质心定位算法  次锚节点  定位覆盖率  定位精度  

    针对加权质心定位算法(WCLA)对锚节点数量要求较高和定位精度较低的缺陷,提出一种基于次锚节点的改进加权质心定位算法(IWCLA-SAN)。该算法在加权因子中引入修正系数,以提高定位精度;同时,将基于粒子群优化(PSO)的定位算法的未知节点升级为次锚节点,在锚节点数量有限的情况下,以提高定位精度和定位覆盖率。仿真结果表明:该算法能有效提高...

  • 自适应多趟聚类在检测无线传感器网络安全中的应用

    关键词: 聚类  ksummary算法  传感器  离群点  

    在KSummary算法的基础上,引入层次和密度聚类方法,提出自适应多趟聚类方法。依次获得聚类个数k,聚类初始中心和最终聚类。将算法应用于无线传感器网络数据中,可以很好地发现数据中的离群点,从而找到传感器节点安全上存在的隐患。实验结果和分析表明:此算法不但可获得稳定、收敛的聚类结果,还能很好地发现离群点。

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