首先对无线传感网络作了分类,描述了无线网络化微传感器的体系结构,提出了两种蓝牙无线网络化传感?鞯奶逑到峁?其主要特征是蓝牙、RF-MEMS天线及嵌入式系统.然后,讨论了无线网络化微传感器的技术要求与关键技术,包括自适应跳频与自配置蓝牙组网等新思想;研究重点在于无线通信的稳定性与可靠性、无线组网方案及实时互联网连接.为实现环境监测并通过无线网络通信传递测量值,可设计无线网络化微传感器嵌入式系统;选用了适当型号的嵌入式处理器和uClinux操作系统,设计了系统软件、低层驱动程序、调度程序及蓝牙高层协议程序.最后,以无线远程图像监视系统作为实例加以说明.

介绍了一种新型的三维微细加工技术,描述了自行开发的双光子微细加工实验系统.双光子三维微细加工技术利用材料与飞秒激光束在焦点局域发生的双光子激发,通过逐点扫描,实现微器件的三维成型.由于材料发生双光子激发的几率与激发光强的平方成正比,所以具有极高瞬时光强的飞秒激光器和可以对光束进行强聚焦的显微镜装置成为系统的关键部件,对此进行了详细的说明.最后,给出了部分利用上述加工系统所获得的初步实验结果.

近年来无线通信在全球范围内得到了迅猛的发展,对收发无线信号的天线尺寸的小型化和性能要求也在日益增加.微带贴片天线以其卓越的性能,得到了广泛应用.传统的半波天线尺寸较大,在小型通信设备中使用会出现许多问题.本文提出了一种在高介电常数上用微机械工艺制作的短接层叠式贴片天线,该天线在硅片和接地板间夹一层Tef-lon(聚四氟乙烯),这样天线的性能得到了提升,相对带宽增加到8.6%,而几何尺寸仅为波长的1/8.天线的测试方向图表明,天线靠近手机电路板时,大部分的电磁辐射会远离使用者的头部,且波束宽度可保证足够大的覆盖范围.此天线是在硅片上进行微机械加工的,可与硅和GaAs集成电路集成在一起,而不会影响电路本身.此天线可适用于移动通信设备.

基于Michelson干涉仪测量原理研制的微轮廓测量仪,载物平台采用步进电机和压电陶瓷(PZT)两级闭环驱动与定位,步进电机用于快速粗定位和扩大测量范围,压电陶瓷用于精密定位,重复定位精度为10 nm;测量光路采用共干涉系统,对机械振动,温度漂移不敏感;测量范围20 mm×20 mm×0.4 mm,纵向分辨率为0.32 μm,横向分辨率为0.5μm.

通过相移技术检测深度非球面波前时,CCD相机和计算机分辨率受到Nyguist频率的限制.基于相互平行相移莫尔条纹干涉技术,我们提出一种新颖有效的检测技术.相互平行的相移电子莫尔条纹是由计算机产生三幅光栅作为参考波前,分别和输入被检干涉图相叠加,并通过低通滤波器滤波滤掉高频而得到的.最后,由三步相移算法,我们得出非球面的面形分布.

根据提出的计算模型,对基于遗传算法的圆度误差评定和传统上采用最小二乘法的评定算法进行了比较分析,根据方法本身的特点和计算结果,分析了二者的不同点以及在工程应用中的适用场合.所构造的模型包括边界控制点和区域随机点,其中边界控制点模拟了由圆度误差最小区域条件所定义的最大内切圆和最小外切圆,而区域随机点模拟了实际情况下测试点的随机性和不确定性.计算结果表明基于遗传算法的圆度评定法精度较高,优于基于最小二乘法的评定算法.

为提高静电陀螺稳定度和精度,设计了静电陀螺光源(红外发光二极管)交流驱动电路.介绍了恒流驱动电路的结构,并结合光电传感器读取静电陀螺转轴位置的实验要求,叙述了交流供电电路的设计,给出了电路仿真结果以及实际测试结果.测试结果表明,该电路在常温环境下,当采样电阻Rs=270 Ω时,对负载变化的恒流精度达到O.8%.

对中国国标GB/T 13584与GB/T17444关于红外探测器和红外焦平面阵列探测器噪声和相关性能参量定义方法提出了异议和见解.在国标中关于噪声的定义没有说明背景辐亮度和信号辐照度水平,因此容易导致关于噪声和相关参量的模糊观念.当信号很强时,光子噪声占主导地位,信噪比(SNR)与信号水平不成正比,此时由信噪比导出噪声等效功率(NEP)和D*时应格外小心.当信号很弱时,可以忽略光子噪声,由信噪比导出NEP和D*就变为很简单.

从微观上系统分析了电致伸缩效应、逆压电效应和铁电效应的位移机理,表明:三种效应的位移机理是根本不同的;压电陶瓷执行器的位移主要是由逆压电效应、铁电效应所引起的,电致伸缩效应对位移的贡献极其微弱,可以忽略不计;单纯的逆压电效应是线性的,而铁电效应则是迟滞非线性的.指出了非180°电畴转向与转向的不完全可逆,分别是造成压电陶瓷执行器非线性和迟滞的根本原因.通过实验研究了驱动电压幅值、驱动电压频率、驱动循环次数及晶片厚度对压电陶瓷执行器迟滞和非线性?挠跋?

为了实现探测调整机构的高精度移动和定位,采用了基于单片机控制的PWM步进电机细分驱动技术.利用电流矢量恒幅均匀旋转的方法,即给步进电机两相绕组分别通以不同的电流,使合成的电流矢量恒幅均匀旋转,实现了32细分微步驱动.步进电机绕组存在的非线性误差,造成了细分后步距角的不均匀,其最大误差为24.8%,采用拉格朗日插值多项式拟合法进行误差修正后,提高了细分精度,最大误差为8.1%.

介绍了一种新型跳跃式移动机构,阐述了该机构的移动机理及其控制方法.跳跃式移动机构采用小型振动电机作为驱动,利用电机内偏心轮的旋转所产生的周期性的向心力及与工作表面的间歇性摩擦力的共同作用,实现机构的跳跃移动,两个不同放置位置的电机的组合运用,可实现机构可调速的直线运动和回转运动,通过一系列实验.验证了跳跃式移动机构可实现二维平面内的自由移动.

分析了碳纤维复合材料的基本性能,探讨提高碳纤维复合材料结构性能的预埋技术措施,给出了预埋件的选取原则和几种典型结构形式.设计制备了框架式碳纤维复合材料构件,其最大外形尺寸为1 200mm×790 mm×695 mm、质量为41kg,其上安装质量为125 kg的仪器,经正弦扫描振动和随机扫描振动试验,该构件可承受20.4 g加速度载荷,试验后支架完好无损.

提出一种矫正复性近视散光的角膜修正模型,将近视和散光的矫正融合在一起.用患眼的球镜度数和散光度数等建立了修正模型的数学方程,用散光的轴位角度确定了模型建立时所用的坐标系与激光切削角膜时所用坐标系之间的转换关系.模型确定的角膜修正区域形状随散光的变化而变化.该模型已经用于临床指导眼屈光性手术;33只复性近视散光眼接受了该模型指导的LASIK手术.术前平均球镜度为6.00±2.14 D,平均等量球镜度为-6.43±2.18 D,平均柱镜度为-0.86±0.41 D,平均裸眼视力为0.12±0.08;术后一天这些值分别为:-0.22±0.74 D,-0.43±0.85 D,-0.42±0.62 D,0.88±0.18.结果表明:手术后眼晴的球镜度、柱镜度减退了,裸眼视力提高了.

以常规代数方法,分析探讨了地平式光电望远镜天顶盲区形成的机理,结果显示跟踪架最大方位角速度、目标的飞行高度和飞行速度这三个参数确定了天顶盲区范围.利用天文球坐标系进行了分析,结果表明跟踪架最大方位角速度的限制是导致望远镜存在天顶盲区的最主要原因.在北纬60°跟踪赤纬不同的目标得到了具体跟踪数据,通过对比方位、俯仰角速度在天顶附近的变化规律,验证了天顶盲区首要影响因素是跟踪架方位角速度.

为满足仪器在大的垂直负载和方位扭矩下的精密调平和精度保持,设计了楔铁式调平机构.利用静摩擦平衡方位扭矩,通过增大楔铁工作面来满足大的垂直负载,应用斜面机构和螺旋机构的速比大和自锁的特点实现精密调平和精度的保持.根据该机构的使用要求,提出了设计的4项准则.以此,设计计算了在垂直负载15 t,方位扭矩10 000 N@m,调平角度不小于1°,调平精度1"条件的楔铁式调平机构.

离散余弦变换(DCT)压缩图像的客观质量评价通常采用均方误差(MSE)和峰值信噪比(PSNR),而缺乏对图像几何衰变的考虑,这正是基于位置信息的图像测量系统的关键.针对这一问题,对两幅高空间冗余图像进行DCT压缩实验研究,结果表明:用4×4分块,1:2压缩比时,MSE和PSNR变化不大,但有1或2个像元的几何衰变.与一般情况下光学测量系统总体误差只有1～2个像元比较,在因压缩而产生像元级的位置变化时,将会严重影响测量精度,因此对这类图像进行DCT压缩时应十分关注?负嗡ケ?

基于IF THEN的推理规则,提出了一种模糊推理的边界检测方法,实现对灰度图像的边界检测.通过分析图像中是否有灰度突变,来判断边界的存在.在进行边界检测的同时,还可以抑制脉冲噪声的干扰.实验结果表明:基于模糊推理的边界检测方法在使用少量推理规则的条件下,也可以对图像边界进行很好的检测.