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Fast step heterodyne light-induced thermoelastic spectroscopy gas sensing based on a quartz tuning fork with high-frequency of 100 kHz 认领 引用 被引量：4
1
作者 Yuanzhi Wang Ying He +4 位作者 Shunda Qiao Xiaonan Liu Chu Zhang Xiaoming Duan Yufei Ma 《Opto-Electronic Advances》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第1期36-48,共13页
In this paper,a fast step heterodyne light-induced thermoelastic spectroscopy(SH-LITES)sensor using a high-frequency quartz tuning fork(QTF)with resonant frequency of~100 kHz is reported for the first time.The theoret... In this paper,a fast step heterodyne light-induced thermoelastic spectroscopy(SH-LITES)sensor using a high-frequency quartz tuning fork(QTF)with resonant frequency of~100 kHz is reported for the first time.The theoretical principle of heterodyne LITES(H-LITES)signal generation is analyzed firstly,and an acetylene(C2H2)H-LITES sensor is established to verify its performance.Experimental comparisons between the high-frequency QTF and a standard commercial QTF with resonant frequency of~32.768 kHz reveal that the high-frequency QTF exhibits a tenfold faster response time.Specifically,the H-LITES sensor with this QTF achieves a 33 ms measurement cycle,90%shorter than commercial counterparts.Furthermore,The SH-LITES technique is proposed to further shorten the scanning time to 15 ms,which achieves the shortest LITES measurement time known to date.To demonstrate its advantages in dynamic gas detection,an H2O-LITES system integrating both QTF types is constructed for real-time monitoring of H2O concentration during different respiration patterns.Comparative measurements show that the SH-LITES more accurately captures dynamic H2O concentration fluctuations during respiration,outperforming the commercial QTF-based H-LITES sensor in rapid response scenarios. 展开更多
关键词 fast heterodyne light-induced thermoelastic spectroscopy(H-LITES) high-frequency quartz tuning fork(QTF) step heterodyne light-induced thermoelastic spectroscopy(SH-LITES) respiration detection
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基于PDMS改性的具有梯度多孔结构的柔性压阻式压力传感器 认领 引用 被引量：3
2
作者 杨宇轩 王共冬 +2 位作者 邹爱丽 王萌 马一 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期877-887,共11页
引入多孔结构是提高柔性压阻传感器灵敏度的常用有效手段之一。然而,这种方法使传感器只能在小压力范围内产生高灵敏度,缩小了传感器的检测范围。本文受人体骨骼梯度结构的启发,采用冷冻干燥法以热塑性聚氨酯(TPU)为柔性基体,碳纳米管(C... 引入多孔结构是提高柔性压阻传感器灵敏度的常用有效手段之一。然而,这种方法使传感器只能在小压力范围内产生高灵敏度,缩小了传感器的检测范围。本文受人体骨骼梯度结构的启发,采用冷冻干燥法以热塑性聚氨酯(TPU)为柔性基体,碳纳米管(CNTs)为导电填料,制作了一种多层梯度泡沫结构的柔性压力传感器,并通过浸泡聚二甲基硅氧烷(PDMS)/石墨烯(Gr)混合液进行改性,实现疏水性。这种传感器具有独特的梯度孔隙结构,允许结构从微小压力到高压变形,能够同时提高灵敏度并扩大压力工作范围。试验结果表明,该传感器具有0~300 kPa宽检测范围和2.609 kPa-1高灵敏度(0~20 kPa)。不仅如此,该传感器还具有快速响应恢复时间(210 ms和230 ms)和出色的稳定性(承受超过6000次压缩循环测试)及对复杂环境(高低温、盐雾)表现出较高的适应性。该传感器还可以监测人体运动,这使柔性压力传感器在压力检测、柔性传感、电子皮肤传感器等领域的应用成为可能。 展开更多
关键词 压阻式压力传感器 PDMS改性 梯度结构 宽检测范围 高灵敏度
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基于改进滑模观测器的电磁直线执行器无位移传感器控制 认领 引用 被引量：2
3
作者 葛文庆 李德同 +2 位作者 宋亚东 谭草 李波 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期1803-1809,共7页
针对电磁直线执行器使用位移传感器带来的安装困难、成本增加和稳定性降低等问题,提出一种基于BP神经网络的改进超螺旋滑模观测器的位移估计方法,结合自适应积分鲁棒控制算法实现了电磁直线执行器无位移传感器控制。为削弱超螺旋滑模观... 针对电磁直线执行器使用位移传感器带来的安装困难、成本增加和稳定性降低等问题,提出一种基于BP神经网络的改进超螺旋滑模观测器的位移估计方法,结合自适应积分鲁棒控制算法实现了电磁直线执行器无位移传感器控制。为削弱超螺旋滑模观测器的抖振现象,改善位移估计性能,在观测器结构方面,设计一种非奇异全局快速终端滑模面,并以连续的双曲正切函数作为切换函数;在观测器参数调整方面,设计BP神经网络,以动子速度为输入动态调整超螺旋滑模观测器增益。搭建电磁直线执行器运动控制性能测试平台,对位移估计与反馈控制结果进行分析,结果表明:相比于超螺旋滑模观测器,改进的滑模观测器在阶跃工况下的位移估计最大误差减小了16.22%,频率为2 Hz的正弦工况下的位移估计最大误差减小了9.10%;无位移传感器控制与有位移传感器控制的控制性能相当,两者在8 mm阶跃工况下的稳态误差约为0.03 mm,频率为2 Hz的正弦工况下,估计位移与实际位移的最大误差为0.43 mm。证明了基于改进超螺旋滑模观测器的电磁直线执行器无位移传感器控制的有效性与实用性。 展开更多
关键词 电磁直线执行器 超螺旋滑模观测器 神经网络 双曲正切函数 无位移传感器控制
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多模态融合事件相机SLAM技术研究综述 认领 引用 被引量：2
4
作者 赵军阳 喻涵 +3 位作者 张志利 祝慧鑫 吕慎华 张克凡 《计算机工程与应用》 EI CSCD 北大核心 2026年第9期1-19,共19页
事件相机是一种新兴的传感器,同时具有高动态范围、低延迟、高时间分辨率、低数据冗余等特点,将事件相机运用到SLAM(simultaneous localization and mapping)技术中能够充分发挥其优势,打破传统传感器使用场景限制。为此,综述了多模态... 事件相机是一种新兴的传感器,同时具有高动态范围、低延迟、高时间分辨率、低数据冗余等特点,将事件相机运用到SLAM(simultaneous localization and mapping)技术中能够充分发挥其优势,打破传统传感器使用场景限制。为此,综述了多模态融合事件相机SLAM技术的研究现状并分析各类方法的特点与缺陷。介绍了SLAM技术与事件相机的基本原理,阐述了事件相机相比传统视觉相机的优势;从单模态事件相机(单目、双目)和多模态融合事件相机(事件与惯性、视觉惯性、多源传感器融合)SLAM技术的角度出发,分析了两者在实时性、应用场景及算力需求上的优缺点并总结了各自的发展历程,而后探讨单一事件相机和多模态融合事件相机对系统性能的影响并给出了部分多模态融合事件相机的性能比较结果。最后,总结了多模态融合事件相机的SLAM技术未来的研究方向,如多模态事件SLAM算法优化与泛化能力提升、多源异构传感器深度融合架构扩展等,以此为事件相机在SLAM领域的应用提供一定的参考与借鉴。 展开更多
关键词 SLAM技术 事件相机 多模态融合 传感器
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基于多传感器融合回环检测MLD-LOAM的移动机器人定位方法研究 认领 引用 被引量：1
5
作者 许丽佳 胡泽邦 +5 位作者 周龙 周师杰 唐座亮 王玉超 许宝成 冯青春 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期115-126,158,共12页
针对室外非结构化环境地形复杂和环境高相似度导致机器人建图定位精度衰减的问题,提出一种多传感器融合回环检测的SLAM算法,即MLD-LOAM(Multi-sensor loop detection LiDAR-IMU LOAM)。该算法基于LEGO-LOAM算法架构,在地面点云过滤阶段... 针对室外非结构化环境地形复杂和环境高相似度导致机器人建图定位精度衰减的问题,提出一种多传感器融合回环检测的SLAM算法,即MLD-LOAM(Multi-sensor loop detection LiDAR-IMU LOAM)。该算法基于LEGO-LOAM算法架构,在地面点云过滤阶段,基于激光点距离分布进行快速过滤后引入IMU数据,通过实时解算地面法向量对地面点云二次过滤;在回环检测阶段,根据激光点云特征稀疏程度设计激光雷达置信度函数来融合IMU与激光雷达数据,构建融合里程计后,基于八叉树改进的NDT配准进行回环检测,提高定位精度和效率。本文在KITTI数据集和室外非结构化实际场景中进行了试验,结果表明与LEGO-LOAM相比,MLD-LOAM在KITTI数据集和实际场景中的定位精度分别提高了11%、30%;与LIO-SAM和FAST-LIO相比,MLD-LOAM在实际场景中的定位精度优于FAST-LIO,比LIO-SAM精度低2.8%,但内存消耗速度仅为LIO-SAM的50%和FAST-LIO的32.4%,这为需要较低内存占用的室外机器人长期建图定位任务,提供了一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 移动机器人 定位 改进LEGO-LOAM LiDAR-IMU数据融合 点云过滤 回环检测
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高抗干扰性的无力传感器工业机器人外力估计方法 认领 引用 被引量：1
6
作者 郭万金 利乾辉 +4 位作者 徐明坤 侯旭栋 刘孝恒 曹雏清 赵立军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期366-383,共18页
为了解决工业机器人外力估计依赖于精确的动力学模型、抗干扰性差、精度低和可解释性不足的问题,提出了一种高抗干扰性的无力传感器工业机器人外力估计方法,实现了高抗干扰性机器人外力估计。首先,考虑关节摩擦力矩和外力影响建立了3T2... 为了解决工业机器人外力估计依赖于精确的动力学模型、抗干扰性差、精度低和可解释性不足的问题,提出了一种高抗干扰性的无力传感器工业机器人外力估计方法,实现了高抗干扰性机器人外力估计。首先,考虑关节摩擦力矩和外力影响建立了3T2R构型五自由度工业机器人动力学模型,并引入Stribeck摩擦-速度模型描述摩擦力矩的非线性特征;其次,利用自适应率增益参数优化的自适应超螺旋滑模广义动量观测器估计机器人关节外力矩,以提高关节外力矩的估计精度,降低对精确动力学模型的依赖,增强关节外力矩估计方法的可解释性;再次,利用雅可比矩阵建立机器人关节外力矩与机器人外力的映射关系,实现机器人外力估计;将所提方法与自适应超螺旋滑模、超螺旋滑模和一阶广义动量观测器方法进行对比实验分析,以关节1为例,所提方法与真实关节外力矩的平均绝对误差减小了12.9%、39.9%和57.9%,并利用所建立映射关系获得机器人外力估计,所提方法具有更高的估计精度,验证了所提方法的有效性;最后,施加同一随机扰动后将所提方法与一阶广义动量观测器方法进行对比,所提方法与真实关节外力矩均方根误差增大了1.5%,而一阶广义动量观测器方法增大了43.3%,验证了所提方法具有更强的抗扰性。 展开更多
关键词 工业机器人 外力估计 摩擦力矩模型 广义动量观测器 超螺旋滑模
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界面聚合法构建磺酸基共价框架材料湿度传感器 认领 引用 被引量：1
7
作者 施江焕 王顺杰 +7 位作者 黄腓力 朱小龙 徐炳坤 赵盛 袁锦秋 游昕达 杨晓容 唐丽荣 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期2913-2920,共8页
湿度传感器因其在环境监测、工业过程控制、智能家居系统以及医疗健康等领域的广泛应用而备受关注,其性能直接关系到监测结果的精度与可靠性。本研究采用界面聚合法在水相条件下合成了具有优良亲水性的磺酸基共价有机框架材料(covalent ... 湿度传感器因其在环境监测、工业过程控制、智能家居系统以及医疗健康等领域的广泛应用而备受关注,其性能直接关系到监测结果的精度与可靠性。本研究采用界面聚合法在水相条件下合成了具有优良亲水性的磺酸基共价有机框架材料(covalent organic framework,COF),并将其作为湿度敏感材料,构建了基于石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)的湿度传感器。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和接触角测试,表征了磺酸基COF膜的表面化学结构、表面形貌及润湿特性,结果表明该膜亲水性好(74.4°±0.3°),有利于水分子的快速吸附与解吸。在11%~97%相对湿度范围内,湿度传感器表现出快速的响应/恢复特性[(12.7s±0.6s)/(12.2s±0.8s)]、良好的对数线性关系(相关系数为0.9974)及较高灵敏度(18.83Hz/%RH)。该研究可为构建高灵敏度和快速响应性能的二维纳米材料基湿度传感器提供新的设计思路。 展开更多
关键词 界面 聚合 纳米材料 磺酸基共价框架材料 湿度传感器
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基于花状h-MoO3纳米棒@石墨烯的氨气传感器 认领 引用 被引量：2
8
作者 常雨 张伽南 +2 位作者 刘海龙 Ivan S.Babichuk 杨建 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第2期123-127,共5页
以钼酸铵溶液为原料,采用化学浴沉积法制备了花状h-MoO3纳米棒,通过扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱对产物的表面形貌及晶相结构进行表征,探讨了溶液浓度对h-MoO3表面形貌和晶相结构的影响,并对其生成机理进行了研究。随后将h-MoO_... 以钼酸铵溶液为原料,采用化学浴沉积法制备了花状h-MoO3纳米棒,通过扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱对产物的表面形貌及晶相结构进行表征,探讨了溶液浓度对h-MoO3表面形貌和晶相结构的影响,并对其生成机理进行了研究。随后将h-MoO3纳米棒沉积在化学气相沉积(CVD)生长的大面积石墨烯薄膜上制备成氨气(NH3)传感器,并通过自搭建的测试平台对h-MoO3@石墨烯传感器的气敏性能进行测试。结果表明:该传感器的灵敏度要明显优于纯石墨烯基氨气传感器,在室温下,对低至1×10-6氨气有较强的响应,对(1~30)×10-6浓度范围内的氨气均呈现良好的重复性。 展开更多
关键词 化学浴沉积 h-MoO3纳米棒 气体传感器 氨气
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Interface-engineered Ionically Conductive Polyoxometalate-based Hydrogels with High Stretchability and Notch-insensitivity for Wearable Sensors 认领 引用 被引量：1
9
作者 Xiao-Jiao Shi Yu-Bin Zhang +8 位作者 Na Li Yu-Xuan Qiao Ya Liang Gong-Kuo Yu Ai-Hong Su Ze-Cheng Song Dan-Dan Song Ti-Feng Jiao Zhi-Hui Qin 《Chinese Journal of Polymer Science》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第6期1767-1779,I0013,共13页
The rapid advancement of wearable sensors necessitates ionically conductive hydrogels that simultaneously exhibit high stretchability,damage tolerance,and reliable adhesion.However,achieving these properties in a sing... The rapid advancement of wearable sensors necessitates ionically conductive hydrogels that simultaneously exhibit high stretchability,damage tolerance,and reliable adhesion.However,achieving these properties in a single material remains a significant challenge.Herein,we report an ionically conductive polyoxometalate(POM)-based hydrogel(PAA/L-arg@SIW)fabricated by incorporating L-arginine(L-arg)-modified silicotungstic acid nanocomplexes(L-arg@SIW)into a poly(acrylic acid)(PAA)network as a multifunctional dynamic crosslinker.Strong electrostatic interactions and hydrogen bonding between rigid L-arg@SIW nanoclusters and flexible PAA chains generate a three-dimensional hard-soft synergistic network,in which dynamic crosslinks preferentially rupture and re-form under mechanical loading,thereby dissipating energy and suppressing crack propagation.Consequently,the hydrogel exhibits exceptional stretchability(fracture strain>1500%),high toughness(1483kJ/m3),outstanding crack resistance(fracture energy up to 6.82 kJ/m2),and high ionic conductivity(0.15 S/m),along with robust adhesion to diverse substrates.Hydrogel-based sensors demonstrate high strain sensitivity(gauge factor(GF)=8.06),fast response,and excellent cyclic stability,enabling reliable monitoring of human motion and high-fidelity acquisition of electrocardiogram(ECG)and electromyogram(EMG)signals.This study presents an effective strategy for constructing high-performance ionically conductive hydrogels for wearable sensing applications. 展开更多
关键词 Hydrogel High stretchability Notch-insensitivity Self-adhesion Wearable sensor
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环保型酪蛋白基改性炭黑丝印油墨的制备及其传感性能 认领 引用 被引量：1
10
作者 徐群娜 马晨 +3 位作者 李振扬 马建中 陈宇航 龚浩 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期671-678,共8页
为了满足水性油墨在多种基材上实现稳定打印效果的迫切需求,提高水性油墨的实用价值,以酪蛋白(CA)、己内酰胺(CPL)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、炭黑(CB)为主要原料,制备了CPL改性CA(CA-CPL)和KH-550改性CB(SMCB),再经酰胺基团... 为了满足水性油墨在多种基材上实现稳定打印效果的迫切需求,提高水性油墨的实用价值,以酪蛋白(CA)、己内酰胺(CPL)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、炭黑(CB)为主要原料,制备了CPL改性CA(CA-CPL)和KH-550改性CB(SMCB),再经酰胺基团和氨基之间的相互作用制备了酪蛋白基改性炭黑复合油墨(CA-CPL/SMCB)。采用FTIR、TEM、纳米粒度及Zeta电位分析仪对CA-CPL/SMCB进行了表征。通过流变仪、视频光学接触角测量仪和数字源表测试了其流变性能、疏水性和导电性能,并评价了其印刷适应性和传感性能。结果表明,KH-550对炭黑表面的改性有效提高了炭黑在水性体系中的分散稳定性,改善了复合油墨的界面相容性。按照m(CA-CPL)∶m(SMCB)∶m(H2O)=20∶0.3∶10配比制备的CA-CPL/SMCB3具有最佳流变性能、最强表面疏水性(接触角106.7°)和适宜的电导率(17.83 S/cm)。该油墨在纸张、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等多种基材上展现出优异的印刷效果和柔韧性。利用该油墨制备的柔性传感器具有良好的稳定性(1000次循环测试信号稳定)和快速响应特性(响应时间450 ms),能有效监测人体多部位(手腕、手肘、额头)的运动。 展开更多
关键词 酪蛋白 表面改性 水性油墨 丝网印刷 传感应用 特种染料
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基于双磁芯检测技术的自激振荡磁通门电流传感器研究 认领 引用 被引量：2
11
作者 辛明勇 谭则杰 +2 位作者 徐长宝 王秀境 田兵 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第1期72-77,共6页
提出了一种基于双磁芯检测技术和自激振荡技术的新型磁通门电流传感器,该传感器在开环配置下具有较高的测量精度和线性度,并具有高灵敏度和分辨力的特点。该传感器的输出电压是将磁芯C1和C2的激磁电流信号线性叠加后,再滤波解调... 提出了一种基于双磁芯检测技术和自激振荡技术的新型磁通门电流传感器,该传感器在开环配置下具有较高的测量精度和线性度,并具有高灵敏度和分辨力的特点。该传感器的输出电压是将磁芯C1和C2的激磁电流信号线性叠加后,再滤波解调得到的,与传统单磁芯传感器相比,不仅利用第二个磁芯的电流检测能力,提高了灵敏度和分辨力;同时构造互补或者相同的激磁信号,有效抑制传导调制纹波。此研究有助于设计新型闭环自激振荡磁通门电流传感器,实现传导和感应调制纹波同时抑制,从而显著提高测量精度。 展开更多
关键词 双磁芯检测 自激振荡 磁通门电流传感器 调制纹波抑制 高灵敏度
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氮掺杂浓度对石墨烯基氨气传感器性能的影响机理 认领 引用 被引量：1
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作者 王建宇 郑钦仁 +6 位作者 折俊艺 沈祉衡 夏凌寒 张欣 陈玉 成永红 孟国栋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第1期289-301,共13页
“双碳”目标下氢能储运是构建清洁低碳能源体系的重要手段,氨是富氢载体和良好的储氢介质,是大规模、长距离储运氢的有效方式。然而,氨气具有一定的毒性和易燃易爆特性,因此开发高性能氨气传感技术具有重要意义。该文制备了不同掺杂浓... “双碳”目标下氢能储运是构建清洁低碳能源体系的重要手段,氨是富氢载体和良好的储氢介质,是大规模、长距离储运氢的有效方式。然而,氨气具有一定的毒性和易燃易爆特性,因此开发高性能氨气传感技术具有重要意义。该文制备了不同掺杂浓度的氮掺杂石墨烯基氨气传感器,并进行了表征与气敏测试,基于第一性原理计算了氮掺杂石墨烯-氨气吸附体系的能量与结构参数,探讨了氮掺杂浓度对传感器性能的影响机理。结果表明:当石墨烯中氮的原子含量百分比小于1.44%时,吡啶氮所占比例较高,其对氨气的吸附能为-0.26eV,吸附距离为2.637Å(1Å=1×10-10m),转移电荷量为0.04e(1e=1.602×10-19C),吸附性能优于本征石墨烯,可提升传感器性能;超过1.44%时,吡咯氮含量较高,其对氨气的吸附能为-0.08eV,吸附距离为3.005Å,转移电荷量为0.02e,吸附性能比本征石墨烯差,使传感器性能下降。因此,掺杂氮原子含量百分比在1.4%左右时,石墨烯中吡啶氮占主导地位,传感器性能最优。该文可为掺杂浓度对氮掺杂石墨烯基氨气传感器性能的调控提供相应的理论基础。 展开更多
关键词 石墨烯 氮掺杂 掺杂浓度 第一性原理 氨气传感器
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高灵敏度空间倾斜测量光纤光栅传感器 认领 引用 被引量：1
13
作者 郑勇 王年强 +1 位作者 姜兴良 吴澎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期711-721,共11页
为应对实际工程中结构多向倾斜测量的技术需求,研发了一种高灵敏度空间倾斜测量光纤光栅传感器,开展了系统的理论分析和实验测试。该传感器采用凸台-凹槽组合结构实现悬臂式等强度梁的应变响应增强,通过两个正交布置的增敏型等强度梁同... 为应对实际工程中结构多向倾斜测量的技术需求,研发了一种高灵敏度空间倾斜测量光纤光栅传感器,开展了系统的理论分析和实验测试。该传感器采用凸台-凹槽组合结构实现悬臂式等强度梁的应变响应增强,通过两个正交布置的增敏型等强度梁同步感知空间二维倾角变化。基于梁两侧光纤光栅中心波长漂移量的差分信号处理,在实现传感器温度自补偿的同时,进一步提升了测量灵敏度。实验结果表明,传感器在xoz与yoz两个测量平面内的灵敏度分别达到81.234 pm/(°)和85.235 pm/(°),线性度均为0.99979,分辨率优于0.01°,测量精度为0.0246%F.S.和0.0235%F.S.,测量范围为±30°。空间性能测试验证了其在二维倾斜状态下仍具备稳定可靠的监测能力。此外,传感器具备优异的可重复性(重复性误差分别为0.843%与0.016%)、低迟滞性误差(分别为0.158%与0.945%)以及良好的抗蠕变性能。该传感器能够为复杂工况下的结构安全监测提供高精度、高可靠性的倾斜数据支持,在工程健康诊断领域具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤光栅 倾角传感器 空间倾斜测量 增敏型等强度梁
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光纤陀螺温度误差抑制方法研究进展 认领 引用 被引量：1
14
作者 张志利 张云昊 +3 位作者 周召发 李洪才 梁哲 李永旭 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2026年第5期64-71,112,共8页
光纤陀螺作为一种高精度的角速度传感器,目前已经广泛应用于海、陆、空等各个领域,但是恶劣环境下温度变化对光纤陀螺精度的影响制约了其在特殊场景下的应用。为此,从原理上解释了光纤陀螺温度误差产生原因,并基于技术手段的不同将补偿... 光纤陀螺作为一种高精度的角速度传感器,目前已经广泛应用于海、陆、空等各个领域,但是恶劣环境下温度变化对光纤陀螺精度的影响制约了其在特殊场景下的应用。为此,从原理上解释了光纤陀螺温度误差产生原因,并基于技术手段的不同将补偿方法分为光纤线圈不同绕制方式补偿、硬件补偿和软件补偿三类。首先,从绕制方式入手,归纳国内外学者针对光纤不同绕制方式提出的改进方法,并针对局限性和特点进行对比分析;其次,在硬件方面,基于陀螺输出精度的有效性对增设精密温控装置、光纤陀螺结构优化与光纤材料的更替等措施进行深入分析;然后,针对软件补偿方法的不同,分别从多项式与智能算法两个角度对温度误差补偿的优化算法的可靠性进行分析,并给出适用建议;最后,提出未来抑制温度扰动技术的研究趋势和走向。 展开更多
关键词 光纤陀螺 Shupe误差 温度补偿 多项式拟合 BP神经网络
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Fabrication of high-performance fabric-based capacitive pressure sensors with two-scale synergistic resistive/capacitive hybrid response 认领 引用 被引量：1
15
作者 Yuan Xiao Xianjun Wu +1 位作者 Leipeng Yang Jiapei Zhu 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第1期87-97,共11页
Fabric-based pressure sensors offer high stability,low energy consumption,and excellent wearing com-fort,making them promise intelligent wearable devices and health monitoring.However,creating a fabric-based capacitiv... Fabric-based pressure sensors offer high stability,low energy consumption,and excellent wearing com-fort,making them promise intelligent wearable devices and health monitoring.However,creating a fabric-based capacitive pressure sensor that integrates high sensitivity,wide detection range,good air breathability,water vapour permeability,and low cost remains a challenge.In this study,a sensor two-scale synergistic resistive/capacitive hybrid response model is developed to analyze the sensor response factors at different pressing stages.It is proposed that fabric metal silver electrodes be prepared using the microdroplet jetting technology,combined with the sacrificial template method and mixed doping of active materials to prepare the dielectric layer.Results indicate the sensor achieves a high sensitivity of 2.872 kPa−1within a pressure range of 0-1 kPa,with an average air breathability of 61.69 mm/s and water vapour permeability of 3075.01 g/m224 h.Its applications in human motion monitoring and human-computer interaction highlight its potential in wearable technology. 展开更多
关键词 Flexible sensors Two-scale synergies Resistance/capacitance hybrid response Fabric electrodes
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基于压电纤维的柔性声发射传感器制备及性能研究 认领 引用 被引量：1
16
作者 胡志涛 刘盛文 +4 位作者 王露 廖崧琳 袁晰 张斗 温光华 《压电与声光》 CAS 北大核心 2026年第2期286-293,共8页
声发射传感技术在结构健康监测中具有显著优势,但在曲面结构应用时仍存在贴合性差及信号质量差等问题。该文设计并制备了一种基于压电纤维的柔性声发射传感器,通过陶瓷纤维和树脂相间的复合结构设计获得一定的柔性,同时系统探究了电极... 声发射传感技术在结构健康监测中具有显著优势,但在曲面结构应用时仍存在贴合性差及信号质量差等问题。该文设计并制备了一种基于压电纤维的柔性声发射传感器,通过陶瓷纤维和树脂相间的复合结构设计获得一定的柔性,同时系统探究了电极结构与陶瓷相体积分数对其电学及声发射传感性能的影响。平面电极型压电复合材料的电荷收集效率与传感灵敏度显著优于叉指电极型样品,当PZT体积分数为75.8%时,柔性压电声发射传感器在20~200 kHz频域内的最大传感灵敏度达到82.3 dB,最小灵敏度达到65.9 dB,兼具优异的柔性、宽频响应及信号稳定性,其综合性能优于多种商用声发射传感器。 展开更多
关键词 声发射 压电复合词材料 声发射传感器 柔性 灵敏度 带宽
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面向柔性触觉感知的高精度毫牛级力传感器 认领 引用 被引量：1
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作者 李佳慧 汪永其 +5 位作者 鲜欣妍 魏霄怡 朱周洪 赵天琦 甘海勇 沈常宇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期238-243,共6页
随着各种智能装备的兴起,对于柔性界面微弱力的测量及其测量的精确度提出了更高的要求。提出了一种将悬臂梁作为灵敏元件结合激光测距的压向力传感器,并分析了其结构特点和测量原理。通过天平标定实验得到悬臂梁挠度与所受力值的拟合关... 随着各种智能装备的兴起,对于柔性界面微弱力的测量及其测量的精确度提出了更高的要求。提出了一种将悬臂梁作为灵敏元件结合激光测距的压向力传感器,并分析了其结构特点和测量原理。通过天平标定实验得到悬臂梁挠度与所受力值的拟合关系,进而由悬臂梁挠度得到精确压向力值,最终通过验证实验对该传感器性能进行验证。实验结果表明,在0~120 mN范围内,对于以硅胶材料为代表的柔性施力物体有良好的测量性能,所提述传感器的灵敏度可以达到0.0607 mm/mN,测量分辨率可以达到0.13 mN,重复性误差小于1.51%。 展开更多
关键词 力传感器 毫牛力 悬臂梁 柔性物体
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聚偏氟乙烯柔性压电式传感器的研制与应用研究 认领 引用 被引量：1
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作者 刘源 李映君 +1 位作者 王桂从 孟令源 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期164-173,共10页
针对柔性传感器灵敏度低、制备工艺复杂、难以精准检测动态生理信号的问题,采用纳米纤维素(CNF)与氧化锌(ZnO)协同改性策略,通过超声波辅助分散-磁力搅拌耦合工艺优化纳米填料分布,结合溶剂蒸发法制备了厚度为0.1 mm的聚偏氟乙烯(PVDF)... 针对柔性传感器灵敏度低、制备工艺复杂、难以精准检测动态生理信号的问题,采用纳米纤维素(CNF)与氧化锌(ZnO)协同改性策略,通过超声波辅助分散-磁力搅拌耦合工艺优化纳米填料分布,结合溶剂蒸发法制备了厚度为0.1 mm的聚偏氟乙烯(PVDF)基复合压电薄膜,并开发聚酰亚胺(PI)胶带柔性封装工艺,构建可穿戴传感器件。实验表明,该传感器在0~700 Pa压力范围内呈线性响应,拟合优度R2达到0.983。电压灵敏度达1.1676 V/kPa,相较于PVDF柔性传感器提高了30.6%。响应、恢复时间分别为13、204 ms,且成功实现了人体手腕与手肘运动、颈动脉搏动及鼻息振动等多频生理信号的高保真捕获。研究证实CNF/ZnO协同增强机制可显著提升PVDF压电性能,为可穿戴生理信号监测提供了新材料解决方案。 展开更多
关键词 聚偏氟乙烯 纳米纤维素 氧化锌 柔性压力传感器 生理信号监测
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预加应力下的平行磁环式GMM-FBG电流传感装置 认领 引用 被引量：1
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作者 陈新岗 邹政廷 +3 位作者 马志鹏 张知先 李松 阳鑫 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第2期116-122,共7页
针对超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅(GMM-FBG)电流传感器响应灵敏度低和FBG易受环境温度干扰的问题,设计了一种预加应力下的异形GMM结构和平行磁环式聚磁回路设计的GMM-FBG传感器。首先,构建了该传感器的理论模型,并通过COMSOL仿真,在... 针对超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅(GMM-FBG)电流传感器响应灵敏度低和FBG易受环境温度干扰的问题,设计了一种预加应力下的异形GMM结构和平行磁环式聚磁回路设计的GMM-FBG传感器。首先,构建了该传感器的理论模型,并通过COMSOL仿真,在预加应力下比较圆柱形GMM棒和异形GMM棒的响应特性,针对FBG的栅区长度对GMM的结构尺寸进行优化。然后,对磁环结构进行分析,得到合适的形状和磁路间距。最后,利用差分的方式消除环境温度的影响,并以实验得到2个FBG的中心波长差值与被测电流的关系。结果表明:方形磁环的磁通分布更均匀,异形GMM棒在预加应力为30 MPa,磁路间距为60 mm,输入电流为0~100 A时传感系统灵敏度为17.13 pm/A。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 超磁致伸缩材料 电流传感器 应力
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知识-数据-模型驱动的低空动目标轨迹融合预测方法 认领 引用 被引量：1
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作者 周同乐 刘子仪 陈谋 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期296-308,共13页
针对低空环境下动目标轨迹预测问题,提出一种知识-数据-模型驱动的动目标轨迹融合预测框架.基于低空飞行器运动特征构建飞行知识混合专家模型,通过将多源传感器数据输入至各飞行知识专家模块,实现目标机动模态的精细化识别,并使用Mamba... 针对低空环境下动目标轨迹预测问题,提出一种知识-数据-模型驱动的动目标轨迹融合预测框架.基于低空飞行器运动特征构建飞行知识混合专家模型,通过将多源传感器数据输入至各飞行知识专家模块,实现目标机动模态的精细化识别,并使用Mamba模型提取时空关联特征;设计权值自适应调节机制,利用注意力机制动态融合多源感知数据,解决传感器时空异步问题;采用门控循环单元建模长期时序依赖关系,根据目标历史飞行数据生成初步预测轨迹;基于低空目标运动学方程构建物理信息神经网络,通过动态权衡数据驱动损失与物理约束损失,矫正数据驱动偏差,确保预测轨迹满足运动学约束并有效抑制多步预测误差累积.数值仿真及实验验证结果表明,所提出的知识-数据-模型驱动的动目标轨迹融合预测方法,能够有效预测低空目标飞行轨迹. 展开更多
关键词 低空环境 知识-数据-模型驱动 动目标 数据融合 轨迹预测
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