应对不规则物体局部温变的柔性阵列压力传感系统

针对柔性压力传感器阵列在形状不规则又局部温变物体表面测量压力时传感量输出漂移的问题,提出了一种采用红外相机与深度相机的非接触式获取柔性压力传感器阵列温度信息与深度信息的补偿手段。采用拟合法建立不同压力下柔性压力传感器阵列传感单元弯曲应变特性与温敏特性的拟合函数,结果表明经弯曲应变、温度联合补偿后,柔性传感器阵列64个传感单元输出阻值的相对误差最大值从85.48%降低到9.23%,补偿后有59个传感单元相对误差小于0.5%,满足本系统精度要求。     

基于数据融合的原油含水率在线测量方法研究

在电容式传感器作为含水率测量敏感元件的测量系统中,采用基于人工神经网络的多传感器数据融合方法对数据进行处理,建立多传感器信息融合模型,补偿由于温度变化对含水率测量结果的影响,提高测量结果的准确性.实验表明,数据融合后的输出值更能逼近实际的含水值.     

一种基于红外传感器的无人机姿态测量方法

针对红外温度传感器能灵敏感应天空地面热辐射的特点,提出了一种基于红外传感器测量无人机姿态信息的方法,相比传统姿态测量传感器,红外传感器具有体积小、重量轻、无漂移、成本低等优点;针对该方法介绍了由三对正交安装的红外传感器测量姿态角的基本原理及能获得更好视场角的45°安装方式;并通过场地实验获得了红外传感器的对地倾角和输出电压的函数关系;通过推理得到无人机姿态测量算法,实现了根据红外传感器的差动输出信号计算无人机的姿态角;同时对太阳的干扰问题作了适当的研究;为了验证算法的可靠性,进行了机载飞行实验。实验结果表明,该方法可以有效的测量无人机的姿态角。     

基于ADμC812温度补偿系统的压力变送器

基于ADμC812微处理器,建立了稳压补偿数学模型,从而使压力随温度的变化呈线性关系。测试结果表明,用一种软件数据处理算法代替传统的硬件补偿校正电路,具有输出线性良好、节省成本的优点,同时,整个系统具有结构简单、操作简单、输出精度高的优点;静态输出电流精度控制在5‰以内,达到国家统一仪表准确度一级标准。该种数学模型的建立方法可适用于声学系统的超声波传感器的数据拟合,实现超声波传感器在不同的应用环境下满足测距及其他测量的测量精度。     

基于作物茎杆生理电容式水分传感器的研究

准确检测作物生长的水分状况,对灌溉决策十分重要。本文介绍了作物茎杆生理电容式水分传感器的原理及电路设计,该传感器可实现对作物生长水分状况的无损检测,通过试验证明该电容传感器测量作物含水量的变化是可行的。基于茎杆生理电容变化的作物水分非破坏性检测技术,研制结构简单、测量准确、抗干扰能力强的作物水分测量传感器,对丰富节水灌溉技术和传感器技术具有重要的意义。     

模糊贝叶斯网络融合多传感器故障信息可靠性方法

传感器作为测量被控系统输出信号的主要装置,从多类型传感器的故障数据中提取有价值信息,综合不同传感器数据,整合同类型的数据,融合信息优化数据结果,以便准确获得有效信息。在此运用贝叶斯网络的条件概率描述了模糊信息,分析并提出模糊贝叶斯网络多传感系统,建立可靠性模型,该方法应用到飞行器不确定分析过程来处理多传感器模糊故障信息,实验证明可提升系统的分析效率。     

压力传感器输出的非线性拟合方法

在讨论了压力传感器非线性输出误差分布规律的基础上,提出了非线性拟合方法,介绍子误差修正即拟合因子中三个基本参量（A,ω,φ　）的取值方法,通过对两个压力传感器实际输出数据的修正,使其线性度分别由拟合并的1．89％、2．06％降低为拟合后的0．69％、0．33％。     

基于Lissajous图形的光纤分布式扰动传感器定位方法

研究了一种基于Lissajous图形的光纤分布式扰动传感器定位方法。光纤分布式扰动传感器基于Mach-Zehnder干涉仪,通过两路输出信号的时延得到扰动定位。在两路输出信号的Lissajous图形中构造拟合椭圆,基于实验数据的仿真研究表明:通过椭圆半短轴长可以得到时延,实现定位。对该方法进行了仿真和实验研究,在无需噪声抑制的条件下定位精度较高:在信噪比为-6~7 dB范围,最大定位误差为207 m;多次测量中,最大误差为94 m。研究结论可以为光纤分布式扰动传感器定位方法提供新的技术参考。     

基于小波分析的导航传感器消噪处理方法研究

导航传感器输出的测量信息一般都含有许多噪声，如何消除这些噪声以保证飞机飞行的安全平稳具有一定的研究价值。本文论述了小波变换的数学理论和方法，并根据小波变换的多分辨率分析特点，提出了一种基于小波分析的导航传感器位置数据消噪处理方法，重点利用 Daubechies 小波函数和阈值消噪方法对导航传感器输出的位置数据进行了离线实验分析，最后通过工程化应用，在某导航传感器中集成了该方法并进行验证，效果明显。     

基于SVM的蓄电池容量智能在线检测技术研究

支持向量机(SVM)是一种基于结构风险最小化原理,具有高泛化性能的学习算法.针对铅酸蓄电池容量测试复杂的非线性过程,提出了基于SVM的多输入信息融合技术.利用光纤铅酸蓄电池容量传感器对铅酸蓄电池容量电池进行了多次不同充放电工况条件下的实验,因输入多电压信号与输出电解液浓度存在着非线性关系,而电解液浓度能很好地反映蓄电池容量,利用SVM拟合该复杂的非线性过程,仿真结果显示拟合效果较好,能将误差控制在-0.012～0.015.试验结果表明,传感器输出的信号与蓄电池容量存在着固定的函数关系,理论预测与实际测量结果基本一致,从而表明基于SVM的光纤铅酸蓄电池容量在线智能检测技术的可行性.     

一种新型的CMOS集成湿度传感器

利用MEMS技术 ,对一种新型CMOS湿度传感器进行理论分析、模拟以及结果讨论。该湿度传感器采用标准CMOS工艺制造 ,采用梳状铝电极结构、梳状多晶硅加热结构 ,衬底接地 ,感湿介质采用聚酰亚胺 ,利用商业软件Coventor进行模拟绘制出敏感电容与相对湿度的曲线图。接口电路采用开关电容电路 ,输出可测电压信号 ,利用Microsim公司的Pspice模拟电路得到相对湿度与输出电压曲线关系     

一种基于谐振原理的微型压力传感器设计

设计了一种结构简单的微型石英谐振式压力传感器,该传感器芯片由力学转换元件、谐振敏感元件和支撑元件3部分构成。仿真分析了压力100kPa内传感器输出频率与输入压力的关系,经线性拟合后得出其最大相对非线性误差为0.09%。采用石英深槽湿法腐蚀的方法加工出了芯片3个元件结构,并经镀膜及键合等后工序制作出了传感器芯片,其性能实测值与仿真结果基本吻合,验证了结构及工艺方案的可行性。     

CMOS图像传感器时序控制方法研究与实现

针对CMOS图像传感器滚筒式曝光模式,研究采用多种曝光时间,实现多线段拟合像素输出特性曲线,扩展传感器的动态范围,并改善其平滑性,提高图像清晰度;应用电源保护环、像素二次采样等方法消噪。电路选用charter 0.35μm工艺,经仿真验证满足设计要求。     

GIS中HF气体检测用TDLAS传感器的设计及吸附实验

HF气体是气体绝缘封闭开关设备(GIS)中SF6气体的重要分解产物,是评价高压组合电器微水环境及故障隐患的重要指标,因此对HF气体的检测意义重大。采用分布式反馈激光器(DFB)的可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的传感器来实现对GIS气室中HF气体的检测。设计了激光信号发射及接收电路,实现对发射激光信号的调制及对激光器温度的控制,并对探测输出信号进行动态放大及电压跟随,进一步提升系统的稳定性及灵敏度。搭建实验系统,对304不锈钢(SUS304)、聚四氟乙烯(PTFE)及偏聚二氟乙烯(PVDF)等3种材质光程池进行气体吸附实验,不同进样次数对应的谐波幅值指数拟合结果显示吸附饱和后二次谐波幅值基本保持不变,趋近恒定极值,一阶指数拟合相关系数R2分别为0.995、0.996、0.997,PVDF进样3次后达到吸附饱和,气体测试的响应时间为3 min,性能最优。吸附机理分析SUS304吸附过程中静电引力起到关键作用,而PVDF及PTFE材料微孔结构发达,Vander Waals force起主要作用。HF气体校准实验显示气体浓度与二次谐波幅值的线性关系良好,拟合系数R2为0.9985,浓度反演的最大绝对误差为-0.83,最大相对误差为-2 %,检测下限为0.85 ppm。综上,设计了用于GIS气室中HF气体检测的TDLAS传感器,实验验证了PVDF材质光程池在吸附时间及检测精度等方面的优势,并从物质结构角度对吸附机理进行了分析。     

偏振成像系统中的面阵CMOS传感器非线性校正

mueller矩阵偏振成像可用于获取生物组织的浅表层生理学信息,在疾病早期诊断与预防中具有重要意义。而在偏振成像系统中直接使用商用面阵CMOS相机不能得到用于解算mueller矩阵的正确图像信息,限制了其在小型化内窥领域上的应用。对商用面阵CMOS的研究表明其光信号输入输出呈非线性映射关系。综合考虑到传感器固有的成像噪声,提出一种基于校正的方法对CMOS的输出数据进行映射以获取正确的组织偏振信息值。实验结果表明校正后的偏振信息可以解算得到正确的mueller矩阵值,误差可以控制在3%以内,对蚕丝样品的测试也证明了该方法的有效性。上述结果使得内窥探头上应用小型化的商用面阵CMOS图像传感器进行体内生物组织mueller矩阵测量成为可能。     

Calibration of a waveguide sensor for measuring soil moisture

An open-ended waveguide is calibrated for use as a soil moisture sensor. The calibration procedure models the waveguide as a microwave network and uses an optimization procedure to calculate network parameters which minimize errors between measured and calculated response curves. The test load is formed by terminating the waveguide with a two-layered sand profile whose top layer thickness is incrementally adjusted to vary the output load. The output impedance of the waveguide is approximated from intrinsic impedances of the wave propagation through layered media. This approximation produced excellent agreement between reflection responses calculated from the network calibration parameters and those observed for a wide range of output loads     

电离式碳纳米管气体湿度传感器

研究了一种新颖的碳纳米管气态离化结构的碳纳米管气体湿度传感器。该传感器具有一对或多对叉指状侧壁电极结构,电极上覆盖一层多壁碳纳米管薄膜,其利用碳纳米管高长径比的尖端电场收敛作用增大局部电场,有效地增强了传感器对气体湿度的敏感性。通过搭建的气体湿度测试平台,对传感器的静态和动态气体湿度特性进行了研究,结果显示传感器对60%以上相对气体湿度表现出了较强的灵敏度。与吸附式等传统气体湿度传感器对比,该气体湿度传感器具有较快的响应速度(约为0.15 s)和回复速度(约为0.6 s),较传统湿度传感器高了一个数量级,能够用于实时并且快速的气体湿度参量标定。     

一种小型电容敏感式加速度计的研制

利用弹性良好的铍青铜为材料制作加速度计中的敏感振动元件,研制出电容敏感式加速度计。设计了一种提取差动电容信号的检测电路。给出了电路中所使用的电子元器件,经分析求解得出了电路的输出电压和传感器信号拾取电容变化量之间的正比例关系。经过实验测试,加速度计的灵敏度大约为391.12mV/(m.s-2)。     

DWDM技术在新型波长解调方法中的应用

为实现光纤传感器的波长解调,以8通道50 GHz密集型波分复用器作为光纤光栅压力传感器中的解调工具,依据各个通道的中心波长作为波长的标定基准,利用从各通道中获得的光功率输出值获得光纤光栅反射光谱分布曲线的包络,并以高斯多项式拟合法作为光纤光栅波长寻峰算法,最终获得光纤光栅反射光谱的中心波长的准确位置,从而实现结构简洁、成本低廉、全光纤的波长解调系统,系统压力与波长的线性拟合度为0.996 5,实验测得的波长分辨率可达0.3 pm,最大引用误差为2.6%,测量精度为0.16 MPa。