厚膜电容式集成压力传感器压元件研究

采用厚膜技术研制新型电容式集成压力传感器用感压元件。具有抗干扰能力,灵敏度高,受分布电容、寄生电容影响小、耐腐蚀,耐高温的特点。文中主要介绍其电容式感压元件的原理、设计,并对非线性等相关技术及工艺问题进行了探讨。     

基于电容传感器的数字式飞机燃油油量测量系统的设计

介绍了利用电容传感器测量飞机油箱内油量的原理,给出了基于电容式传感器数字式油量测量系统的详细设计方案,并从理论上定量地分析了该电容传感器主要测量误差,这对提高油量测量系统的测量精度提供了理论依据,阐述了系统软件设计思想.设计的电容传感器具有结构简单、使用方便、精度高等特点.     

用于探空仪的加热式湿度传感器及测量电路

针对探空仪湿度传感器在高空低温、高湿恶劣环境下容易结露,湿度波动大、电路板分布电容对测量结果有影响等问题,研究了具有蛇形加热器的平板夹心电容式湿度传感器及其工艺制备方法,并设计了测量电路。采用微机电系统(MEMS)加工工艺设计了加热式湿度传感器,通过对传感器进行有限元分析,确定了传感器表面加热区域温度分布情况,得出了环境温度、加热功率与加热温度三者之间的函数关系。提出一种基于电容充放电及比较法的湿度测量电路,从而有效地抑制了温度漂移和零点漂移,减小了寄生电容对测量结果的影响。地面实验结果显示:湿度传感器灵敏度约为2.3%RH·pF-1,迟滞约为0.7%F·S,重复性约为1.9%,测量总不确定度约为4%,时间常数约为0.5s。本文研究的湿度传感器及其测量电路具有很好的温度稳定性,能够在低温环境下正常工作。     

非接触式液位传感器的设计

通过对电容式液位传感器的分析与研究,设计了一种新的大量程非接触电容式液位传感器,介绍了该传感器的工作原理及详细设计方案。传感器采用电容阵列式的探头密封结构、基于频域测量法的检测电路和以单片机为核心的控制电路。实测结果表明:传感器精度在1.5%F.S范围内,输出稳定,漂移小,受温度影响小。该传感器既适合大量程的液位测量,又能通过灵活增减敏感元件个数,满足不同测量范围的需要。     

测量飞机油箱油量方法的研究

文中针对飞机上采用线性电容传感器测量复杂形状油箱中的油量问题,建立了复杂形状的规则油箱和不规则油箱的数学模型,从理论上详细地分析了电容式传感器测量燃油时产生的姿态误差,提出计算姿态误差的方法及减小姿态误差的修正方法,最后提出了在姿态误差最小的准则下确定传感器的最佳安装位置.该研究对提高油量测量系统的精度具有重要的意义.     

基于单片机的电容传感器测量油箱油量方法的研究

介绍了一种基于单片机的电容传感器测量飞机油箱内油量的方法,利用电容式传感器的电容随油面高度的变化,构建了以单片机为核心的油量自动测试系统,给出了该油量测试系统的测量原理、硬件设计和软件设计。实际应用表明,该油量测量系统具有结构简单、测试精度高、可靠性好等优点。     

电容式压力传感器的线性化校正与温度补偿

论述了利用最小二乘法和牛顿插值法对电容式压力传感器的非线性和温度影响进行校正和补偿的方法。对电容式压力传感器信号存在非线性和温漂问题的机理进行了分析。采用最小二乘法对传感器输出信号进行非线性校正,然后利用牛顿插值法进行温度补偿。测试结果表明,在-40~85℃温度范围内实现了0.04%的测量精度。     

电容式压力传感器的厚膜集成化研究

采用厚膜传感技术研制电容式感压元件,并通过厚膜混合集成技术将信号处理电路集成在感压元件上成为一体,进行电容式压力传感器的厚膜集成化研究。结果表明：研制成的新型厚膜电容式集成压力传感器,线性达到0．5％,迟滞小于0．5％,具有重复性好,受分布电容,寄生电容影响小,精度高,抗过载,耐腐蚀等特点,对厚膜感压元件,信号处理电路的设计与平面化加工以及集成化等进行了介绍,并对集成化中相关工艺,兼容性及性能进行了讨论。     

基于小波神经网络的压力传感器温度误差补偿方法

分析压阻式压力传感器的工作原理，针对压阻式压力传感器输出电压受温度影响较大的特点，讨论了一种基于小波神经网络的温度误差补偿方法。实验表明，采用该方法后，压阻式压力传感器输出电压受温度影响大大减小，系统性能更加稳定，工作更加可靠。     

基于电容分压法的配网线路智能电压传感器

配网线路电压的准确测量是配网故障检测和诊断的前提。根据导线对地的分布电容及传感器与导线之间的分布电容,构建了输电线路电压测量模型,分析了测量电容、杂散电容、导线对地电容的变化对测量结果的影响,提出了测量电容的选取原则;结合现场应用情况,分析了配网线路敷设高度、环境温湿度和安装点到杆塔距离等因素对测量结果的影响,提出了智能电压传感器的设计及安装原则。最后通过模拟实验和现场试验验证了测量模型的正确性及各影响因素对传感器测量结果的影响。其有望在配网电压测量领域大面积应用。     

高精度超声波式飞机油量传感器设计

运用超声波测距原理设计了超声波式飞机燃油油量传感器.该传感器具有体积小、重量轻和精度高等优点,可以准确地、实时地测量飞机各油箱的燃油油量,有助于实现飞机燃油系统的精确测控.     

电磁驱动式微拉伸装置的改进

电磁驱动微拉伸装置是测试和评定微构件拉伸力学性能的一种较精确的仪器。通过分析该装置测量微构件材料力学性能的原理，提出采用高精度电容位移传感器．利用高输入阻抗的运算放大器电路和驱动电缆技术使传感器具有很好的线性度、准确度和较高的稳定性，使改进后的微拉伸装置对位移的分辨率达到1．195nm,大大提高了测量结果的精确性。     

钢丝增强塑料管喷码自动校正系统的研制

研制了一套钢丝增强塑料管校正系统.该系统采用TCS230色彩传感器作为增强钢丝塑料色带的检测元件,分别采集每个塑料色带的RGB值,同时过滤掉自然光的干涉,并以方波形式进行传输,克服了外界光线以及增强钢丝的反射对数据采集的影响.采用STC89C52RC单片机作为数据处理、控制元件,数据处理迅速,控制精度高.经试用,效果理想.     

Performance analysis of a single-wire capacitance sensor for interface level measurement in stratified multiphase flows

A single-wire capacitance sensor can be used to measure the interface level of a conductive liquid in a stratified multiphase flow. This type of capacitive sensor uses the conducting core in an insulated wire as its first electrode, and the conductive fluid as its second electrode, separated by the wire insulation, producing a coaxial capacitor with a variable electrode length linearly correlated to the liquid level. Therefore in theory, there should be a linear relationship between the liquid level and measured capacitance value. However, at low liquid levels, the authors have observed a noticeable departure from the theoretical correlation in the way of an upward offset. The cause for such a departure is investigated by means of a simplified model geometry and attributed to an additional capacitance between the wire conductor and conductive plane provided by the liquid interface. Analytical and numerical modelling have been carried out to better understand this effect. Recommendations are given on how to correct it.     

高精度原油储罐液位计研究

通过对数字式电容液位计及等值基准电容补偿法的研究，提出将数字式电容液位计与压差法相结合，由数字式电容液位计测量原油液位和油水界面的高度，等值基准电容法补偿由于环境温度、极板腐蚀和油液粘结带来的测量误差，采用压差法测量混油密度，依据混油密度和液位高度求得油重及容积；通过高精度A/D板采集模拟和数字信号，连续对储罐内原油的液位、密度、温度等各种参数进行运算，并由智能监测仪实施全自动显示，其测量精度可达到毫米级。     

磁致伸缩位移传感器检测信号分析

实验研究了磁致伸缩位移传感器的探测电压信号,以便提高磁致伸缩位移传感器的检测精度。分析和验证了波导丝材料、驱动脉冲电流、检测线圈等参数对磁致伸缩位移传感器输出电压的影响规律。对检测线圈进行了优化设计,基于实验数据确定了传感器的各项参数值。实验发现磁致伸缩系数大、魏德曼效应显著的Fe-Ga材料作为波导丝,可明显提高电-磁-机械能的转换效率,获得较大的检测电压信号。研制了新型Fe-Ga波导丝磁致伸缩位移传感器样机,并与Fe-Ni波导丝传感器进行了性能对比。结果表明,与Fe-Ni波导丝相比,Fe-Ga波导丝磁致伸缩位移传感器的检测信号明显增强,信噪比显著提高,其检测电压信号幅值比Fe-Ni波导丝检测电压信号幅值提高了40mV,相应的传感器精度提高了2倍。     

圆筒形电容式粮食水分传感器的数学模型与影响因素分析

分析了粮食的介质特性,说明了圆筒形电容式粮食水分传感器的测量原理,得出了传感器电容参数与被测粮食含水量关系的数学模型.运用粮食的导电浴盆效应得出了传感器的等效电路,讨论了影响传感器电容量的因素,为圆筒形电容式粮食水分传感器的设计提供了理论依据.     

基于电容传感原理的低成本砂石计量技术

基于电容式料位测量原理,尝试将电容式传感技术应用于混凝土搅拌设备中的砂石计量,为此自制了实验用电容式砂石料位传感器并开发了以AT89C51单片机为核心的低成本电子测量系统．通过对该传感器信号处理关键技术的探讨,开发出了能适应混凝土搅拌设备需要的电容信号长线传输方法和测量电路．实验表明,基于电容传感原理的砂石计量已有较高精度,有可能为混凝土搅拌设备提供一种成本低、适应工地现场复杂工作环境的砂石计量方法,