磁动式测氧仪是一种良好的测量气体含氧量的设备。从氧气是顺磁性、氮气为抗磁性物质，且氧气的磁化率显著高于其它气体的特点出发，分析了磁动式测氧仪测量混合气体中氧气含量的原理，分析了充氮玻璃哑铃球系统在非均匀梯度磁场中的受力情况，报道了磁动式测氧仪的核心部件——铂丝哑铃球反射镜系统的设计方案，并介绍了其技术性能和实现方案。设计一个光学装置，有效地调节了铂丝哑铃球反射镜系统的质心平衡问题。实验结果表明，该系统的稳定性、灵敏度和转动阻尼等性能良好。

从磁动式测氧仪的工作原理,分析仪器中充氮哑铃球的扭转角度与氧含量的关系.利用居里定律,推导气体的体积磁化率随温度的变化公式.实验测出测氧仪中光点在CCD的像元值随氧气百分比及温度变化的规律,得出对定标和温度补偿数据的处理可采用二次曲线拟合;在不同温度点对CCD像元值长时间观测比较,得出仪器的校零应采用曲线平移方案处理.

介绍常见气体磁化率，利用氧气顺磁性，且磁化率明显高于其它气体的物理特性，分析磁动式测量混合气体中氧气含量的方案。通过在非均匀磁场悬挂一对充氮玻璃小球构成测量池；采用光杠杆对哑铃球扭转的角度信号进行放大，由CCD对光点位置信号进行探测，以提高分析仪灵敏度和精度；由NO、NO2的磁化率特性分析这两种气体对分析仪的影响，说明测氧仪的应用环境。通过对CCD像元值随气体氧含量、温度变化规律的分析，得出分析仪的分辨率可达0．048％以上；CCD像元值随氧含量变化、随温度变化基本呈线性关系，数据处理后可使仪器有较高的精度。

对磁动式测氧仪的测量池、光路和数据采集系统进行了研究。从气体磁性推导出了哑铃球在非均匀梯度磁场中受到的转动力矩公式，给出测量池系统的设计方案，采用镀银刻蚀方案实现哑铃球系统的转动阻尼，分析了非均匀梯度磁场系统的技术要求。介绍线阵CCD光点位置探测光路和CCD数据采集与处理电路系统。为满足仪器定标、温度补偿和校正的需要，设置了五个功能按键，列表说明其功能。给出了仪器的校正方案和检测数据。实验结果表明：仪器在不同的温度点测量精度均可达0．2％以上，仪器的温度补偿性能、精度和稳定性达到了设计要求。

针对基于测速发电机、光电编码器等测速传感器的传统测速系统存在低速测量性能,实时性,对结构不对称、电磁扰动等的抗干扰性等都较差的问题,提出了一种高精度宽范围实时滤波测速方法.以爪极永磁式交流测速电机为例,详细分析了其机械结构特性和工作原理,并在结构不对称条件下建立了爪极永磁式交流测速电机测速模型,提出了一种面向工程应用、计算量小的交互双模自适应降阶无迹卡尔曼滤波算法来实时估计永磁转子转速.该算法同时运行降阶和全阶交互双模自适应算法,当采用降阶估计值保障系统实时性时,在计算耗时较长的全阶算法运行完成一次后修正一次降阶估计值,提高测速精度.仿真结果表明,提出的测速算法对于结构不对称扰动具有良好的鲁棒性,能够适用于宽范围条件下的转速高精度实时跟踪,具有一定的工程指导意义.