介绍了以角锥棱镜为目标镜的杠杆式光学轮廓仪的测量方法.应用矢量坐标变换的方法理论推导了在大量程范围内测量位移与光程差的非线性关系,给出了解析解与数值解.通过理论数值解曲线图的分析,提出了采用二阶拟合的补偿方法,求出了补偿后理论误差结果.以微动工作台为位移发生器,在5.2m范围内,实验给出了轮廓仪的测量结果,并分别计算了测量结果的线性度误差与二阶拟合补偿后的误差.

以通过常规浊度水混凝试验获得的4簇絮凝检测曲线为依据,用图形解析的方法分析了检测曲线的特征参数和投药量及沉后水余浊的关系.结果表明:絮体成长过程中尺寸变化的最大速率S主要受投药量的影响,且沉后水余浊随S值的增大而降低,S值因其检测迅速而适宜于混凝试验的分析;絮体成长达到平衡状态时的检测值Re因其检测方便、检测值可靠而更适宜指导投药控制等生产实践.

供水管道发生泄漏时,泄漏噪声在管道内的水中传播,由于流固耦合作用引起管壁的径向振动.选择合适的压电式加速度计,并正确地安装在管道上,可以检测到微弱的管壁振动.将2个压电式加速度计放在漏点两侧的管道暴露点上,用相关分析的方法得到泄漏噪声到达2个传感器的时间差,根据时间延迟、泄漏噪声传播速度和2个传感器距离之间的关系估计泄漏的位置,相对误差在5%以内,与人工听漏相比,提高了定位的效率.

通过长期对压电加速度计横向灵敏度的理论研究,又对标定出的大量数据进行分析对比,找出了产生横向灵敏度的诸多因素,进而指出了减小横向灵敏度的方法.

采用体硅微机械加工技术和扩散技术,制作压阻式高量程微加速度计,设计量程为50000gn.芯片材料为单晶硅,采用双列扁平陶瓷封装.为了测量其动态灵敏度,使用Hopkinson杆在约40000gn的加速度水平下进行了冲击校准.在电桥电压为6.33V的情况下,被测微加速度计的灵敏度为1.26μV/gn.

介绍了当前国产陀螺寻北仪的缺陷,阐述了基于电荷耦合器件(CCD)与微处理器技术在陀螺仪寻北的光学系统结构和工作原理,给出了复合式方法与微处理器在寻北仪的定向计算公式及其数学模型,通过试验证明其有效性.说明了该系统可以缩短测量时间、简化操作,并部分提高了陀螺经纬仪的寻北精度,标准差可控制在10″以内.

测量范围上限设计一直是高gn值微惯性引信研制的一个难题,对差动电容式微加速度计各参数对量程的本质影响及其相互关系进行了研究,理论分析和计算机仿真结果表明按同一比例尽量减小封装间隙和电极面积,使得受限于临界偏压的外加偏压取值刚好能提供需要的量程,同时使用质量块减薄和打孔并用的方法来提高最大量程,所设计出的加速度计可具有70 gn以上量程.

对一种先进的双悬臂梁高量程MEMS加速度计的单芯片封装工艺进行了失效机理分析.手工粘贴芯片盖板可靠性不高,加速度计失效是由于胶粘剂(粘贴胶或灌封胶)从芯片盖板和芯片的间隙流淌进入悬臂梁的过载保护间隙,阻碍了悬臂梁的摆动.高量程加速度计采用单芯片封装方法时,存在芯片正面和背面保护的可靠性问题,更好的封装方法是采用圆片级封装.黑胶不适宜用作加速度计的贴片胶,至少使用聚酰亚胺膜作背面保护时如此.

采用编码器进行单片机速度测量时,数据运算时间较长,测量范围受到限制.通过对常用的速度测量方法和计算公式进行分析,结合低分辨力编码器的特点,提出了一种简化算法.对不同系数的编码器,采用测量时间可变的测量方法,将复杂的乘除运算变换为简单的乘法运算,减少计算工作量,彻底消除计算误差.测试数据表明采用低分辨力编码器时,简化算法可测量的最大速度达13008m/h,速度分辨力可达到3m/h.

高温压力传感器应用在很多领域,由于高温将使放大电路工作失效,因而采用将放大电路与传感器件分离的设计方案是解决高温测量的方法之一.介绍一种将放大电路与传感器件分离的基于模型识别技术的微型电容式压力传感器.传感器件由MEMS工艺来实现,信号激励与信号处理由计算机来完成.对电路的工作过程进行了计算机仿真和试验,并给出了微型高温压力传感器的MEMS工艺设计流程.