摘要：本文报道了一种基于双模波长调制的高频碳化硅(Silicon carbide,SiC)传感器及其在并光学微机电系统(Microelectromechanical systems,MEMS)中应用。基于碳化硅材料属性及双模分析,设计了一种适用于高频场的光学MEMS传感器,并利用ANSYS有限元分析(Finite element analysis,FEA)方法和严格耦合波分析(Rigorous coupled wave analysis,RCWA)方法,将其与其他高频传感器进行性能比较。结果表明,该光学传感器在整个操作测量范围内可提供2.2477(Δλ/Δa)的光学灵敏度、0.155 nm/g的机械灵敏度和几乎为零的交叉轴灵敏度,且第一谐振频率为40.035 kHz,线性测量范围为±129.03 g,传感系统灵敏度(Δλ/Δa)为0.3484 nm/g,工作带宽为35 kHz。

摘要：针对引信安全与解除隔离装置后坐过载和离心过载的加载难题,设计了引信二维过载模拟试验系统。综合运用离心机旋转储能、撞击加速模拟法以及等效离心旋转模拟法,通过离心机带动冲击锤高速撞击装有引信安解装置试件的滑车并使其瞬间加速,模拟后坐过载加载;通过电磁制动器控制冲击锤瞬间收回,使滑车绕轨道离心旋转,模拟离心过载加载。建立模拟试验系统的动力学方程和冲击锤的运动方程,计算并选定离心机的转速和电磁制动器的制动力。利用研制的模拟系统完成二维过载加载模拟试验,测得后坐过载和离心过载加速度曲线,试验结果表明:该系统能够实现上万g后坐过载和上千g离心过载的二维过载加载模拟。

摘要：卷积神经网络(CNN)计算量大,网络训练时间长,借助现场可编程门阵列(FPGA)良好的并行性,可加速其反向网络的参数训练过程,从而加快训练速度。首先,所设计的CNN反向加速网络具有良好的加速性能;然后,设计了CNN的FPGA硬件加速系统和一个加速计算模块,且用Kroneck乘积计算来减少CNN参数和时间复杂度;最后,进行Zedboard纯PS训练和使用反向网络PL加速器训练CNN的对比实验。实验结果表明:基于FPGA CNN的反向加速性能是仅在纯CPU上进行神经网络加速的111.15倍。

摘要：基于金刚石氮空位(Nitrogen Vacancy,NV)色心的量子传感技术具有高灵敏度、高分辨率、全固态等优势,近年来引起了众多传感器研究机构的广泛关注。就NV色心在量子传感中的磁测量展开论述,首先介绍了NV色心的基本结构与磁测量原理,着重分析了微波天线、荧光高效收集、高灵敏磁测量方法以及集成磁强计设计等关键技术的最新研究进展,并针对当前存在的技术难题提出了技术发展方向。此外,还总结归纳了近些年NV磁强计在地磁探测、无损检测、生物医疗等领域的初步实际应用情况。

摘要：为研究薄膜热电偶动态响应特性的影响机制,选用不同基底厚度的In_(2)O_(3)/ITO薄膜热电偶为研究对象。基于理论分析,通过COMSOL软件建立薄膜热电偶的传热模型,对被测薄膜热电偶的温度场分布和动态响应进行有限元分析。搭建以半导体激光器为热源的高温动态标定系统,对三种厚度的薄膜样件进行了动态标定实验。当激光脉宽为10 ms时,100,500,1000μm厚度的薄膜热电偶的时间常数为2.38,4.97,9.17 ms。实验结果证明:薄膜热电偶的动态特性受基底厚度的影响,为薄膜热电偶设计参数的优化、动态特性的提升和后期制备提供了理论依据。

摘要：大型装备在实验中获得的数据对后续设备的研究及改进有着重要意义,因此获得可靠有效的实验数据至关重要。该文提出了一种基于FPGA的数据存储器设计,通过工作模式、接口电路、时标对齐及存储逻辑等的设计,实现了对多路数据的可靠存储。经实验验证,该存储器时序控制合理、工作状态可靠,能够满足高可靠性的实验数据获取要求,对装备的研发及改进有着重要的参考依据。

摘要：面向脉冲型风洞试验设备、大型建筑抗冲击强度试验等特殊环境对瞬态和动态力学量的重大测试需求,高频响MEMS压力传感器的研发已经受到业内广泛关注。论文从器件结构设计、性能模拟仿真、MEMS器件加工工艺及芯片动态性能测试等方面对基于SOI材料的高频响MEMS压力传感器进行了系统研究。首先,论文采用Ansys仿真软件对传感器压力敏感膜尺寸、封装结构及材料参数进行了优化设计;其次采用MEMS工艺实现压力芯片加工,并完成封装结构的制备与传感器整体装配;最后对制备的传感器进行激波管动态性能测试。测试结果表明:传感器的固有频率为222.8 kHz,上升时间约为20μs,可在74 kHz频率内安全工作,此传感器具有冲击信号响应速度快,动态响应频率高特点。

摘要：为确保船舶电气设备稳定运行,设计基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统,提升自动控制效果。利用模拟量输入模块采集船舶电气设备信息,经由模拟扩展子模块处理后传输至处理器模块内;通过数字量输入模块采集船舶电力设备开关状态的数字信号,经由开关信号检测电路处理后,传输至处理器模块内;处理器模块采用中央处理器预处理采集的设备信息与开关状态数字信号;PID径向基函数神经网络控制器,依据预处理后的设备信息与开关状态数字信号,输出船舶电气设备自动控制量;数字量输出模块依据设备控制量,经由驱动电路与开关阀驱动电路,自动控制船舶电气设备及其开关状态;利用触摸显示模块呈现船舶电气设备自动控制结果。实验证明,该系统可有效采集船舶电气设备信息,自动控制效果较优且无超调情况,具备较好的人机交互功能。

摘要：针对运动物体的实时位置监测、轨迹记录及绘制等需求,设计基于北斗定位和ZigBee的运动物体位置监测系统。通过对系统的整体结构设计,北斗信号接收模块、ZigBee模块的硬件及软件设计,搭建实物模型并进行相关测试实验,实现运动轨迹的实时监测。结果表明,北斗定位系统可以实现20 Hz高刷新率的实时定位信号接收,定位信号可以通过ZigBee无线传输到上位机显示。北斗定位和ZigBee的运动轨迹监测方法对于自动抛射运动物体的定位监测和轨迹绘制具有重要意义。

摘要：电容式微机械超声换能器相较于传统的压电式超声换能器具有宽频带、高密度阵元集成制造、微型化等优势,在医学成像、无损检测,水下成像等应用中具有广泛的应用前景。本文利用硅微加工技术制备了一种微型电容式超声换能器,并对换能器发射性能进行测试并对结果进行分析。测试结果表明:该换能器具备发射超声波的能力,其发射的超声波在硅油液体中的声压衰减符合指数型衰减规律;中心工作频率约为4 MHz, 3 dB相对带宽约为87.5%;在中心频率工作时,换能器输出的声压幅度与交流驱动电压信号呈良好的线性关系,线性度为2.06%。