多媒体教室的长距离无线鼠标的设计与实现

介绍了一款应用于多媒体教室的长距离无线鼠标的设计原理 ,实现方法及电路成品。此无线鼠标是在原来机械鼠标的基础上加入无线编码遥控器 ,可以在教室的任一位置实现计算机的鼠标操作     

基于MEMS陀螺仪的随机误差分析

为了提高MEMS陀螺仪测量精度,减少随机误差的影响,对产生随机误差的噪声源及其随机误差模型进行了分析。通过分析MEMS陀螺仪自身结构的缺陷并且对其输出数据进行了相应的滤波处理与平稳性检验,确立了合适的误差模型并利用Kalman滤波进行误差补偿,验证了模型的有效性。同时运用Allan方差法对MEMS陀螺仪噪声项进行了分析,确定了影响MEMS陀螺仪测量性能的主要因素以及比较了滤波前后的各项噪声源系数,检验了滤波效果且实验结果证明误差模型显著提高了MEMS陀螺仪的测量精度。     

基于单目视觉的虚拟鼠标方法

自然的交互方式有利于提高增强现实系统的真实感和沉浸感,是增强现实技术的重要研究内容。针对这一问题,提出一种基于单目视觉的虚拟鼠标实现方法,只需要使用单个摄像头,即可对裸手手势进行识别进而模拟真实鼠标动作,最后基于该方法开发了基于单目视觉的虚拟鼠标系统。首先,根据色度信息,分割手部肤色区域;然后,基于指尖的形态学特征识别指尖点,并过滤以排除误检点;最后根据指尖点及其坐标控制光标模拟鼠标动作。实验结果表明,该系统设备简单、精度较高,完全可以实现各种鼠标动作的模拟。     

基于鼠标轨迹和混沌系统的真随机数产生器研究

提出了一种基于鼠标轨迹的真随机数产生器,并对该类产生器的优缺点、总体设计和基本技术进行了研究.为了消除相同用户鼠标轨迹中存在的相似性,利用混沌系统的敏感性,分别采用图像加密算法和Hash函数两种方法对鼠标轨迹进行后处理.大量严格的测试和实验表明,改进的基于混沌Hash函数的真随机数产生器具有安全、快速、方便和廉价的优点,可以在个人电脑上实际使用. 关键词： 混沌 真随机数产生器 鼠标轨迹     

一种高冲击MEMS加速度传感器的仿真与优化

基于高冲击MEMS加速度传感器的冲击灵敏度、频率响应与敏感芯片的结构尺寸存在相互制约关系,提出在满足传感器结构强度和固有频率条件下,提高传感器冲击灵敏度的理论分析、仿真模拟与实验验证的方法。运用ANSYS软件对敏感芯片的弹性膜片厚度与中心岛厚度进行多次设计与仿真,通过多组仿真数据对传感器的结构尺寸进行优化。高冲击实验验证表明,优化的传感器结构尺寸、性能指标能够满足设计要求,冲击灵敏度较高。     

功能材料及其应用于换能器技术的研究进展

文章综述了功能材料及其应用于换能器技术的研究进展,包括声学换能器领域应用的功能材料发展状况及基于这些材料的换能器新设计,所提及的材料包括磁致伸缩材料、弛豫铁电材料、压电复合材料、压电聚合物材料及高温压电陶瓷材料等等.文章还概要介绍了一项应用于声学换能器领域的新技术——微机电（MEMS）技术及其换能器.     

基于STAMP的航空管制空中危险目标识别方法研究

为了保证航空管制中航空器的完整性,提高航空器的使用寿命,并且可以最大限度的保障航空乘客和其他航空人员的人身安全,需要对航空管制空中危险目标进行识别。但采用当前目标识别方法对空中危险目标识别时,识别系统对空中危险目标无法稳定识别,存在空中危险目标识别精度低的问题。为此,提出一种基于STAMP的航空管制空中危险目标识别方法。该方法先利用STAMP模型对航空管制空中危险目标识别系统各组成部分进行任务分配,然后采用Harris法对空中危险目标进行特征选择和提取,依据Mean-Shift法的Bhattacharyya系数,描述候选空中危险目标和空中目标的危险概率分布相似度,随着Bhattacharyya系数的不断增加,候选空中危险目标和空中危险目标的相似度越大,使危险目标跟踪系统朝着空中目标危险密度增大的位置移动,在最优位置收敛,从而实现空中危险目标跟踪,最后利用D-S理论对跟踪结果进行识别,通过引入空中目标危险性基本概率赋值函数获得空中目标危险基本概率,采用Dempster组合规则对空中目标危险证据进行合成,依据空中危险目标证据融合结果完成对航空管制空中危险目标的识别。实验仿真证明,所提方法增强了航空管制空中危险目标识别的效果,提高了航空管制空中危险目标识别的精度。     

传感器技术及其军事应用

 在大量的科学研究或生产过程中,需要测量各种物理量和化学量,例如位移、速度、加速度、压力、温度、流量等等。为了精确测量各种非电量,常需要采用电测技术。人们把能够完成被测的非电量转化为与之有确定对应关系的电量输出的装置称为传感器(sensors)。     

基于薄板样条插值法的MEMS陀螺仪温度补偿模型辨识

MEMS陀螺仪以其优异的性能及廉价的成本,被广泛地应用于水下航行器中;然而传感器的温度变化严重影响测量精度,因此,对其温度补偿模型准确辨识具有重要意义。本文利用基于可持续激励准则的快速标定算法获取标定参数,然后利用薄板样条插值方法建立MEMS陀螺仪温度补偿模型,并将该方法辨识结果与多项式拟合算法的辨识结果进行对比,实验验证,利用本文所提出算法辨识得到的传感器温度补偿模型,有效改善了MEMS陀螺仪测进精度。     

基于光纤传感器的压缩机状态监测

往复式压缩机是石油化工企业中一种应用广泛的大型动力设备,其故障一般可通过振动和温度异常进行判别。主要介绍了光纤传感器的基本原理,并提出了一种基于Bragg光纤光栅传感器的故障状态监测方法。对某石化企业的往复式压缩机进行了在线监测,对其温度和振动进行监测,结果均符合正常工作指标。     

纳米多晶硅薄膜电阻压力和加速度多功能传感器（英）

基于纳米多晶硅薄膜电阻的多功能传感器由压力传感器和加速度传感器构成。纳米多晶硅薄膜电阻构成的两个惠斯通电桥结构分别设计在方形硅膜表面和悬臂梁根部。采用MEMS技术和CMOS工艺在〈100〉晶向单晶硅片上实现压力/加速度传感器芯片制作,利用内引线技术将芯片封装在一个印刷电路板（PCB）上。在室温下,工作电压为5.0 V时,实验结果给出压力传感器灵敏度(a=0)为1.0 mV/kPa,加速度传感器灵敏度(p=0)为0.92 mV/g,可实现外加压力和加速度的测量,具有较好的灵敏度特性且交叉干扰较弱。     

一种基于MEMS微硅多狭缝分光光度计

研制出了一种采用后分光技术,微硅片多狭缝进行像元分割,硅光电二极管阵列为探测器的微型分光光度计。分析了光谱带宽对测试得到的溶液吸光度线性相关性的影响,讨论了分光前后狭缝宽度与分光光度计光谱带宽之间的关系,为分光光度计前后狭缝的设计提供了理论依据。采用MEMS(微机电系统)工艺制造出了体积小、精度高、厚度薄的一体式微硅片狭缝,并将其应用于分光光度计中。采用此分光光度计对线性吸光度溶液进行测试,结果表明线性相关系数大于0.999,说明所研制的采用微硅片狭缝的分光光度计具有高度线性相关性。     

基于MEMS微镜技术的近红外光谱仪的研究

针对传统近红外光谱仪的不足,设计了基于MEMS微镜技术的近红外光路,并对其电路和处理软件做出简要描述,最后用标准样品进行实验,实验结果表明,该光谱仪在重复性和稳定性得到保证的前提下可以做到小型化、便携化.     

基于Allan方差的MEMS陀螺随机误差建模

针对由于MEMS陀螺随机误差较大而影响MEMS惯性测量系统测量精度的问题,提出一种利用Allan方差分析随机误差并建模的方法。在分析Allan方差原理的基础上,通过Allan方差分析法分离和辨识了MEMS陀螺仪的各项随机误差以及误差系数,并利用随机误差系数进行了数学建模。通过与ARMA模型比较,表明利用Allan方差建立的模型更加精确。该方法为MEMS惯性导航系统中姿态测量的误差补偿和滤波提供了新的思路,对提高MEMS惯性测量系统的测量精度具有一定的实际应用价值。     

基于微机电系统红外光源的长光程气体检测

针对红外气体传感器对光源的要求,选用了一种宽波长、高调制频率、低功耗的小体积微机电系统(micro-electro-mechanic system, MEMS)红外光源作为辐射源,其各项性能均能很好的满足红外传感系统对于光源的要求。由于其面光源的朗伯辐射特性,整形之后的红外光数值孔径仍然很大,采用传统的长光程气室结构很难实现长光程从而提高系统的检测灵敏度。本文结合双波长单光路的差分检测方法,设计了一种基于积分球特性的吸收气室,有效地解决了MEMS红外光源在高灵敏度气体检测应用中难于实现长光程的问题;并运用光在传输过程中光通量守恒的原理,推导了此积分球吸收气室的等效光程,解决了积分球气室等效光程计算的难题;同时采用FPGA主控芯片对MEMS红外光源进行高频调制并处理探测器的输出信号,使得外围电路的设计更加简单、灵活。设计中,使用直径为5 cm的积分球吸收气室便可实现166.7 cm的等效光程,研究结果显示系统可测得的最小甲烷浓度达0.001×10-6,极大地提高了红外检测系统的灵敏度。     

基于MEMS线阵的便携式中红外水中油浓度速测仪

针对传统光谱测油仪存在的环境适应能力弱、分析速度慢、测量重复性差等问题,研制了一种便携式中红外水中油浓度速测仪。其核心光路采用典型的非对称折叠式M型Czerny-Turner光学结构,有效缩小仪器体积;使用周期性转动的斩光器调制红外光源,并对斩光器转速进行数字PID控制,调制精度达到±0.5%;采用固定光栅作为分光元件,无需光栅扫描装置且不存在转动误差;利用新型MEMS红外线传感器阵列探测调制后的光谱信号,显著提高光谱采集速度。光学仿真及实验结果表明仪器光谱范围为2 800~3 200cm-1,光谱分辨率达到6cm-1(@3 130cm-1),信噪比达到5 200∶1,谱图采集速度为13ms·幅-1,吸光度标准偏差优于3×10-3,满足了水中油测定国家标准要求。与已有红外光谱测油仪相比,该仪器小型便携,分析速度快,测量精度高,抗震防潮性能好,特别适用于环境监测部门对水中油浓度的现场实时测量,因此在水质监测领域具有广阔的应用前景。     

基于GSM的远程空气质量监测系统设计

由于人们环保意识的提高,越来越多的场合期望提供实时的空气质量监测数据.对于这类应用场景,基于无线网络的远端监测站点与数据处理中心的系统架构已经十分成熟.给出了基于信号覆盖率最高的GSM中最可靠的短信服务作为数据传输媒介的远程空气质量监测系统的设计方案.方案中的硬件选型以性能、尺寸和功耗同时作为标准,力求使得系统具有更佳的工程使用价值,方便日后推广.同时监测中心除提供基本的监测软件外,还提供了开发库,便于用户利用监测站点的数据进行二次开发.通过对原型机的测试,该设计能够在无外部电源供电的情况下连续72 h对空气质量进行监测,具有实用推广价值.     

基于MEMS微镜的傅里叶变换光谱仪原理与分析

提出了一种新型的基于可编程MEMS(micro-electro-mechanical systems)微镜的微型傅里叶变换红外光谱仪。该光谱仪采用可编程MEMS微镜和倾斜反射镜替代了传统傅里叶变换光谱仪的动镜系统。理论分析了该光谱仪的工作原理,并进行了计算机仿真,验证了该方法的可行性。结果表明,该光谱系统能够准确地还原光谱信息,其光谱分辨率在近红外区域小于5 nm,波长准确性约1 nm,系统理论上的信号采集周期约50 ms。适合于利用阿达玛变换提高信噪比,可应用于微量物质检测。     

基于菲涅耳微透镜的光学加速度传感器原理研究

目前航空业惯性导航系统中广泛采用的加速度传感器存在抗电磁干扰（EMI）和电磁冲击（EMP）能力差等缺陷，针对此提出了一种基于菲涅耳衍射微透镜的光学加速度传感器，它能够有效地解决上述问题。该传感器的传感原理是把一个反光膜平行地置于微透镜的后方，根据微透镜前方汇聚点处光强的变化来敏感加速度的大小。通过Fresnel-Kirchhoff衍射公式详细推导了传感器的光学原理，并且对光纤的偏移对光强的影响进行了计算机模拟分析。结果表明：光纤接收的光强对反光膜的位置具有纳米级的灵敏度，并且对光纤沿微透镜焦平面方向的偏移极其敏感，当此偏移超过2μm，光强就会下降至不足理想情况下的50%。验证性实验结果表明这种传感器的原理是正确的。