一种LC谐振无线无源温度传感器的研究

无线无源传感器在工业领域具有重要的应用。本文设计了一种基于高介电常数陶瓷基板的无线无源LC谐振温度传感器,采用电感耦合的方式无线测试了传感器在不同温度下的特性。测试结果表明所制作的无线无源温度传感器谐振频率为1.2MHz,随着温度的升高其谐振频率线性降低,灵敏度为2.3kHz/℃。本文制作的器件实现了非接触式的温度测量,可以在比较恶劣的环境下使用。     

氧化铝陶瓷基无线无源压力传感器的高温性能研究

利用高温烧结陶瓷技术制备了一种基于氧化铝陶瓷的LC谐振式无线无源压力传感器,并通过合理地设计圆柱螺旋天线以及隔热结构,实现了该传感器在高温环境中的无线耦合测试。研究了传感器在不同温度下的阻抗频率特性,分析并探讨了传感器的高温性能。测试结果表明,在29℃(室温)至700℃的温度范围内,测试天线端的最高瞬时温度为188.4℃,保证了传感器高温测试的可靠性。谐振频率对温度的平均变化量为1.314 kHz/℃,两次重复性测试的相对变化量为3.81%,重复性较好。该压力传感器可应用于高温恶劣环境下的压力测试,其高温性能的研究为压力信号的准确读取奠定了良好的基础。     

基于微波后向散射原理的介质调谐型薄膜温度传感器

针对恶劣环境表面温度测试需求,设计了一种基于微波后向散射原理的无线无源薄膜温度传感器.该传感器是金属贴片型的"三明治"结构,由HTCC氧化锆陶瓷和Ag金属层制备而成.采用耐高温微带天线进行测试,通过网络分析仪读取回波损耗和频率的关系,得出其谐振频率随温度升高而减小,是由氧化锆温度敏感介质的介电常数随温度升高而增大引起的,完成了感器在50 ℃~700 ℃的高温测试,平均灵敏度为96.63 kHz/℃,具有高Q值、外形小巧、结构简单的特点.     

基于LTCC的无线无源双参数传感器

设计了一个基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的无线无源双参数传感器,传感器基于LC(inductor-Capacitor)谐振原理,询问天线通过无线遥测的方式获取传感器的压力和温度信号.在传感器基板上集成了两个LC谐振回路,谐振回路中两个电容分别对压力和温度参数敏感,同时两电感采用特殊结构来减少双参数在测试时的互感串扰.搭建了温度-压力复合测试平台,对传感器进行了相关测试.传感器最高测试温度为300 ℃,温度灵敏度为-14.27 kHz/℃,压力灵敏-13.75 kHz/kPa,实验结果表明,这种设计能明显减少两参数之间的互感影响.     

基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器

氧化铝陶瓷因其稳定的机械性能和高温鲁棒性得到了广泛的应用。文章以LC谐振电路为技术背景,提出了一种基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器,并通过厚膜集成工艺技术将一个定值电感与一个可变电容集成在氧化铝陶瓷基板上实现了传感器的制备。对传感器进行高温环境下的压力测试,实验结果表明:传感器能够完成600℃高温环境下1到5 bar范围内压力的原位测试,且在600℃高温环境下传感器的重复性误差,迟滞性误差和零点漂移分别为8.3%,5.05%和3.7%。     

LC谐振式压力传感器的高温关键参数研究

无线无源高温压力传感器在高温、高压等恶劣环境中应用日益广泛,其耐高温性能已成为衡量传感器的一项最基本且重要的指标。利用低温共烧陶瓷LTCC(Low Temperature Co-Fired Ceramic)技术,分别设计和制作了陶瓷基片上电感及电容器件,并进行高温特性测试,通过讨论和分析确定了造成电感和电容随温度变化的原因。测试结果表明:在100℃~500℃温度范围内,电感L基本保持不变,等效串联电阻R增大了2.7倍,电容C增大了5.3%,从而LC谐振传感器的品质因数Q减小了72.8%。该测试及分析对高温环境下基于LC谐振式压力传感器的优化设计具有重要的指导意义。     

一种新型无源电容式温度传感器的制备与测试

为了实现高温、机械旋转和密闭空间等恶劣环境中的原位温度测量,以高居里点的铁电陶瓷为温度敏感介质材料,在传统低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的基础上,采用牺牲层填充技术,保证了制备过程的工艺兼容性,成功制备出了一种基于LTCC衬底的新型无源电容式温度传感器。通过外部读取天线与传感器线圈的互感耦合,实现了从常温至700℃的传感器温度特性测试,测试结果表明:这种电容式温度传感器具有良好的温度敏感特性,其平均灵敏度为-7.33 kHz/℃。     

基于LTCC的无线无源压力传感器的研究

设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的无线无源压力传感器,利用传感器谐振频率对不同应变的响应来表征传感器的应变特性,采用互感耦合的方式对传感器的谐振频率进行读取。搭建了压力测试平台,通过对天线特征参数的测试获取传感器的谐振频率,测试结果表明,基于LTCC的无线无源压力传感器的谐振频率随外界压力的增大而减小,谐振频率随压力的变化近似于线性变化,灵敏度约为543.12 kHz/bar。     

高温再生光纤光栅温度传感器封装技术

针对光纤光栅高温再生后机械强度降低、易断裂的问题,开展了高温再生光纤Bragg光栅(RFBG)温度传感器封装技术研究,提出了一种石英—陶瓷管封装的高温再生光纤光栅温度传感器结构。通过1 000℃高温退火得到了高温再生光纤光栅温度传感器,并对其进行了标定,对其测量精度和高温稳定性进行了测试。结果表明:制得的再生光纤光栅温度传感器反射光谱信号良好,测量精度优于±3℃,1 000℃高温下保持5 h的温度偏差为±0. 6℃。     

无源无线声表面波温度传感器及其在智能变电站中的应用

为了克服智能变电站温度检测环境复杂、非接触、精度低、成本高的缺点,研究并开发了一款无源无线声表面波智能温度传感器;研究了该型温度传感器的检测机理,并研究了无源无线声表面波智能传感器收发系统;设计了传感器系统射频模块匹配电路,并对输入输出信号进行了Multism仿真;基于无源无线声表面波传感器构建了智能变电站温度检测系统;现场试验发现系统温度精度提高了10%以上,长期运行无故障,表明该无源无线声表面波温度传感器在智能变电站测温中具有优异的表现,具有较广的应用前景。     

用于低温环境的铂电阻温度微传感器

目前,铂电阻温度传感器主要应用于73 K(-200℃)以上环境的温度检测。设计了可用于10 K(-263℃)～200 K(-73℃)低温区的铂电阻温度微传感器。铂电阻温度微传感器采用对称的折回型结构,这种结构有效地降低了交流感抗的影响。传感器的敏感薄膜是一层采用磁控直流溅射沉积厚度为200 nm的铂薄膜。采用QD PPMS仪器测试传感器的电阻与温度的变化关系,得出传感器的电阻温度系数(TCR):研制的温度传感器的电阻温度系数在温度高于30K(-243℃)时可达到9980×10-6/K,同时在低于30K(-243℃)的深低温区域TCR也可达到3730×10-6/K。     

基于数字温度传感器的模糊温度控制系统

应用数字温度传感芯片LM74和单片机设计了一种自优化规则模糊温度控制系统应用于环氧树脂基纳米复合材料固化温度控制,该控制器应用带灵敏度因子的全论域参数自调整算法在控制过程中实现控制规则自动优化。通过离线计算将控制规则优化信息融合于控制查询表中,在不增加在线计算量的前提下依据控制状态动态优化控制规则,增强了对控制对象参数变化的适应性,改善了动态性能。仿真和实际应用证明了该温度控制器的有效性。     

适宜动态检测的新型谐振式水晶温度传感器

成功地研制一种适宜动态温度检测的厚度切变C模工作的压电谐振式水晶温度传感器。它采用NLSC切型 ,变形的平凸结构 ,谐振频率为 19.5MHz。实测表明 ,其Q值为 2 1.3× 10 4 ,电容比为 72 0 ,温度系数为 18.8× 10 -6/℃。响应速度为 2s,经 15 0 0次热冲击试验 ,准确度不变。     

温控系统区域间温度场耦合补偿方法研究

基于半导体制冷器的常规恒温控制系统中,每块半导体制冷器仅基于所控制区域温度信号对该区域进行调整,区域间的温度场耦合作用将导致控制稳定性变差.针对这个问题,提出一种区域间温度场耦合补偿的解决方案.将被控电路系统分割成多个控制区域,针对系统结构建立区域间的温度场耦合量化模型,量化耦合作用,补偿当前区域控制算法.仿真结果表明:该方法可以有效抑制区域间温度场耦合影响,提高被控系统的温度稳定性.     

薄膜铂温度传感器多点温度检测系统

酒精生产过程中,需要对蒸馏塔多点温度进行检测。采用新型薄膜铂温度传感器设计了多点温度检测系统,使用正反馈型线性校正电路使输出电压与温度成线性关系,从而提高了检测系统的测量准确度。本系统的特点是电路设计新颖、测温准确度高、实用性强。     

抛光液温控装置结构设计及温度场分析

为精确控制超光滑表面抛光过程中抛光液的温度,根据温控基本原理设计温控装置结构.将用UG建立的温控装置模型导入GAMBIT中进行温度场分析.针对装置内部温度分布不均匀问题,对其结构进行优化：在装置内加入导热隔板将其分为工作区和调温区,制冷器被置于调温区内;将温控装置的外形结构加入过渡圆角.结果表明：优化后的温控装置形成内外环流,工作区温度波动范围为±0.01℃,温度分布均匀对称,满足高精度温控的恒温和匀温要求.     

一种抑制电路温度漂移影响的高温测量系统

设计了一种耐155℃高温的井下测量系统,为了满足多通道信号的测量,其前置放大电路采用分时复用的工作机制,刻度信号与目标信号通过模拟开关分时送至前置放大器。发射电流经取样后得到参考信号,运用数字相敏检波算法计算其幅度和相位,为分时导通的刻度信号和目标信号提供相位基准。通过对模拟通道进行实时的刻度,确保测量结果不随电路的温度漂移而发生变化。实验结果表明,该方法能有效地抑制温漂对测量系统的影响。     

基于PSO-BP的红外温度传感器环境温度补偿

针对红外温度传感器的测温精度易受环境温度的影响,提出了一种基于粒子群优化（ PSO）GP （ PSO-GP）神经网络的温度补偿方法。所提出的PSO-GP算法解决了一般GP算法迭代速度慢、且易陷入局部最优的问题,以热电堆传感器的环境温度补偿为例,进行算法实现,并以单纯的GP算法做对照。仿真结果表明：提出的PSO-GP算法对环境温度有明显的补偿效果,且优于单纯的GP算法补偿。所构建的补偿模型具有较高的补偿精度和实用价值。     

一种适用于无源RFID测温标签的温度传感器

提出了一个适用于无源RFID温度检测标签芯片的低压、低功耗、快速A/D转换的数字温度传感器电路。采用BJT管的Vbe电压和PTAT电流相结合的方法,同时使用SAR A/D转换器,避免了使用带隙基准电压电路所需的较高工作电压,使电路在1 V以上就可工作。电路的功耗电流约4μA,使用80 kHz的时钟,A/D转换时间小于100μs。     

三基色测温法在CCD图像传感器测温中的应用

设计了CCD图像传感器的非接触式测温系统,对三基色测温法进行了介绍,并应用三基色测温法对采集的某固体火箭发动机的高温燃气舵图像进行了温度场仿真计算,并对比了CCD比色测温法和三基色测温法,结果表明本文提出的测温法能有效地测量出高温燃气舵表面温度场,提高了测温精度。