环境下可以给出一种快捷、可靠的传感器结构优化方法,利用不同工作环境下的传感器输出性能指标,从稳态热分析和结构热力学的角度进行具有针对性的传感器结构优化设计,得到合理的综合设计参数。1氧传感器的结构建模1.1氧传感器结构数学模型正面开孔氧传感器物理结构一般如图1,左图为工作电极图,工作电压为1.250V。右图为芯体背面,为加热电极图形。加2.5~5V加热电压,加热器工作温度为400~500℃,功率为2.5W左右。图1氧浓度传感器外观简化以上传感器的结构,建立其数学模型,标准条件下,结构尺寸如图2。ZLHAO2DO2-O2加热电极绝缘层加热器基片封接层敏感基体内电极图2正面开孔氧传感器模型如图2所示,随着工作电压增大,通过电解质的电流也变大,当工作电压到达一定范围时,电流的变化趋于平缓而达到饱和值,极限电流的数值与工作电压无关,而与被测气氛中氧浓度有关,极限电流值IL只决定于氧气向微腔室扩散的速度,并由式(1)决定。其极限电流可表示为[11]IL=-4FSDpRTLln(1-XO2)(1)式中L为扩散孔长度,mm;D为扩散孔直径,mm;XO2为待测氧浓度,%;R为气体常数);同步进行-数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机折弯机多少钱S为氧气扩散系数;p为大气压;IL为极限电流,A;F为法拉第常数,96487C/mol;T为工作温度,680K。由式(1)可知,工作温度直接影响传感器输出电流,而已知工作温度的情况下,难以得到加热功率本文由张家港切管机网站采集网络资源整理! http://www.qieguanji.cc,需要通过仿真分析得到。传热方式主要考虑热传导和热对流,忽略热辐射。1.2氧传感器热力学模型热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能交换。热传导遵循傅里叶定律q=-λTn(2)式中q为热流密度,W/m2;λ为导热系一种基于高速图像采集与处理的多发光目标跟踪技术。采用现场可编程门阵列(FPGA)形成高速Camera Link CMOS相机的图像采集与实时处理系统。通过对图像数据进行开窗、求重心等算法处理,实现对多发光目标的跟踪,并搭建由直流电机驱动、具有两个LED光源的发光靶标进行跟踪测试。测试结果表明:相机输出帧频100 Hz时,运动目标相对于相机角速度达1.93 rad/s,仍可实时跟踪。系统的跟踪能力正比于相机帧频。 为求取重心范围内的水平方向和垂直方向的像素个数。由式(1)可知,求取重心的算法需要进行除法计算。FPGA的编程语言为硬件逻辑语言,FPGA在进行除法计算时会消耗很多的内部逻辑资源,更重要的是计算时间比较长而且时间不确定。跟踪系统的实时性要求算法的计算时间确定,运行时间短。为了降低求重心算法的时长,并使计算时间确定,采用移位迭代的方法做除法运算,实现求取重心的功能。移位迭代是将除数逐次左移与被除数进行比较,来确定答案的各个二进制位是置0还是置1。其算法流程图如图1所示,其中Denumber和Number分别为被除数和除数,Answer为所得到的商,k为商的二进制位数,移位迭代法使用的前提是已确定商的范围,即确定商的二进制位数k,在已知k值的情况下,FPGA只要执行k次移位比较就可以计算出商的值,也就是只需k个时钟周期。加上算法用于取除数、被除数和商输出所占有的两个时钟周期同步进行-数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机折弯机多少钱本文由张家港切管机网站采集网络资源整理! http://www.qieguanji.cc
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