基于能量守恒的无创血糖检测传感器的设计

根据人体摄取的能量和代谢消耗的能量守恒原理,建立了对流、蒸发、辐射等与血糖浓度之间的关系,提出了一种基于能量守恒的无创血糖检测传感器的设计。设计中将湿度、温度、血氧饱和度、热辐射等传感器集成封装成一个内径Φ为15mm×50 mm无创血糖检测传感器。该传感器性能稳定,测得的数据经多项式拟合后较为理想。     

便携式无创血糖检测仪的研制

以能量代谢守恒法为基础,研制出以DSP(数字信号处理器)为主控芯片的便携式无创血糖检测仪器.仪器采用传感器集成器采集的多路湿度、温度和双波长光衰减量信号计算出血氧饱和度,血流量,脉率等,综合得出血糖浓度.介绍了仪器检测原理,硬软件结构和算法实现过程.采用仪器样机进行临床实验,测量所得血糖值与AUTOLAB18全自动生化...     

基于差分吸收检测技术的非色散红外SF6传感器

基于非色散红外吸收原理,以电调制红外光源、采样气室和双元红外探测器组成的红外传感模块为核心,利用差分吸收检测技术设计了一种小型化高性能的SF6气体传感器.利用标准气体进行浓度标定,拟合了SF6气体浓度与电压关系曲线,实现了对SF6气体浓度的准确检测.根据传感器检测误差随环境温度变化的规律,系统研究了温度补偿方法,有效提高了传感器在不同温度下的检测精度.实验结果表明,该传感器系统在环境温度10℃~40℃、气体浓度0~2500×10-6范围内的检测精度小于±50×10-6,分辨率为1×10-6,系统响应时间小于5 s,具有良好的重复性和稳定性.     

基于多传感器的路面结冰检测系统

路面结冰不均匀且厚度较大,由单一传感器实现结冰检测较困难.选用对薄冰敏感的压电平膜结冰传感器、可测量厚冰的光纤结冰传感器、温度传感器以及图像传感器组成一种路面结冰检测系统.系统能测量10 mm以内的路面结冰,对0～5 mm范围内结冰测量精度可达0.2 mm,对5～10 mm范围内结冰测量精度可达0.5 mm.     

利用电化学生物传感器进行无创血糖检测技术研究

研制了一种新型的基于反离子电渗透原理无创检测血糖的电化学生物传感器,利用此生物传感器在自行搭建的实验装置上进行了裸鼠离体皮肤的葡萄糖透皮抽取和检测实验,研究了化学促渗剂和电流切换技术对无创血糖检测的影响.实验结果显示,使用化学促渗剂后葡萄糖的渗透量是不使用促渗剂情况下的2.29倍,采用电流切换技术,能减缓长时间通电对皮肤的刺激,在皮下葡萄糖浓度0～18 mmol/L范围内,生物传感器的响应电流与皮下葡萄糖浓度具有较好的相关性(R=0.9886,n=7).此外,还进行了与生物传感器配合使用的腕式仪表的研制,为实现糖尿病人血糖闭环控制奠定技术基础.     

光学测量传感器的设计与分析

在非接触式检测技术中,基于主动视觉检测技术的光学测量传感器因能快速给出准确的结果而被广泛应用。这里设计的是一种基于激光三角法原理的光学测量传感器。该传感器由CCD摄像机和激光器组成,主要用于测量路面面型的整体情况。实验结果表明,此传感器在竖直方向的测量范围可达到1100mm,横向测量范围可达到1300mm;横向平均绝对误差约为0．05mm,最大绝对误差约为0．09mm;纵向平均绝对误差约为0．08mm,最大绝对误差约为0-2mm。     

一种硅微多传感器集成研究

为满足小体积、多参数测量的要求,利用(100)晶面的各向异性压阻特性与MEMS加工工艺特性,在单芯片上集成制作了三轴加速度、绝对压力以及温度等硅微传感器,在结构和检测电路设计上最大限度地减小各传感器之间的相互干扰影响。三轴加速度、绝对压力传感器利用压阻效应导致的电阻变化测量外界加速度和压力变化量,温度传感器利用掺杂单晶硅电阻率随温度变化的原理来测量外界温度。集成传感器具有较好的工艺兼容性,加速度、压力传感器的压敏电阻和温度传感器的测温电阻采用硼离子掺杂制作,加速度和压力传感器设计成工艺兼容的体硅结构。研制的集成传感器芯片尺寸为4mm×6mm×0.9mm。给出了集成传感器的性能测试结果。     

基于高温烧结氧化铝陶瓷的无线无源温度传感器

通过高温烧结技术获得了总体尺寸为28 mm×28 mm×0.47 mm的氧化铝陶瓷基板,结合厚膜技术在该基板上印刷无源LC串联谐振电路,设计并制备了一种基于氧化铝陶瓷的无线无源温度传感器。在18℃~300℃的温度范围内实现了传感器的无线测试,测试结果表明该温度传感器呈现出了良好的线性特征,线性范围大且非线性误差小,其谐振频率对温度的灵敏度约为2.75 kHz/℃,可应用于高温恶劣环境下的温度检测。     

用于汽车导航仪的双轴加速度传感器

这款双轴静电容量式加速度传感器主要用于汽车导航仪的,特点是偏置电压的变动在．40～85℃范围内仅为±0．032V。外形尺寸仅为6．2mm×8．5mm×1．6mm,加速度的检测范围为±2g,工作电流为5mA,电源电压为2．7～5.25V。     

应用于RFID的超低功耗CMOS温度传感器设计

针对融合射频识别( RFlD)的无线温度传感器节点设计的需求,采用0. 18μm 1P6M台积电CMOS工艺,设计了一种低功耗集成温度传感器.该温度传感器首先将温度信号转换为电压信号,然后通过经压控振荡器将电压信号转换为受温度控制的频率信号,再通过计数器,将频率信号转换为数字信号.传感器电路利用MOS管工作在亚阈值区,并采用动态阈值技术获得超低功耗.测试结果显示:所设计的温度传感器仅占用0. 051 mm2 ,功耗仅为101 nW,在0~100℃范围内误差为-1. 5~1. 2℃.     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研制

采用开关电容技术的Boxcar(时域平均)积分原理设计,为测量电容式压力传感器的微电容的接口电路已提出。它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。该接口电路,采用3μm P-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5mm×3.5mm.测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它能将硅集成电容式压力(加速度)传感器集成在同一芯片上,实现一体化。     

External finger forces in submaximal five-finger static pinch prehension.

Small conductive polymer force sensors were attached to the distal phalangeal pads for measuring individual finger forces exerted during submaximal static pinch. A linear force summing strain gauge dynamometer for measuring resultant five-finger pinch force was grasped vertically using a neutral wrist posture. Individual finger forces were measured at fixed total pinch force levels of 10%, 20%, and 30% of maximum voluntary exertion using pinch spans of 45 mm and 65 mm. Total pinch force and individual finger forces were also measured while similarly grasping the dynamometer and supporting fixed weights for 1.0 kg, 1.5 kg, and 2.0 kg loads using pinch spans of 45 mm and 65 mm. The index and middle fingers exerted more than 3 N greater average force than the ring and small fingers for the fixed total pinch force task. No significant individual finger force differences were observed at the 10% maximum voluntary exertion level, however both the index and middle fingers exerted more than 5 N greater force than the ring and small fingers at the 30% maximum voluntary exertion level. The average contribution of the index, middle, ring, and small fingers were 33%, 33%, 17%, and 15%, respectfully, for the fixed total pinch force task. As exertion level increased from 10% to 30%, the contribution of the middle finger was not constant increasing from 25% to 38%. Total pinch force increased from 15 N to 30 N when the load weight increased from 1.0 kg to 2.0 kg.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)     

基于广义互相关时延估计算法的声发射定位技术

利用互相关分析算法估计出声发射信号到达不同传感器时由于传输距离不同而引起的时间差,是实现声发射源定位的关键技术。在理论分析互相关时差定位算法的基础上,提出了一种基于加权函数的广义互相关声发射定位方法。分析比较了GCC,PHAT,Roth,SCOT四种不同加权函数用于声发射信号时差估计的效果,选定信号波动少、噪声抑制能力高的PHAT加权函数进行声发射源定位实验。在800mm×800mm×5mm的大理石板上,采用断铅作为声发射信号激励源进行定位实验研究,选取6个测点,每个测点测试10组。结果表明,60组测试数据中55组数据相对于测点的定位绝对误差均小于37 mm,相对误差（相对于两传感器间的距离750 mm）小于5%（约占90%）。单测点十次平均后绝对误差均小于20 mm,相对误差小于3%。     

基于工业以太网的顶板离层检测传感器设计

针对传统的顶板离层检测方法存在测量精度低、测量结果无法自动上传的问题,设计了一种基于工业以太网的顶板离层检测传感器。该传感器采用2个拉绳式位移传感器检测顶板离层的深部和浅部位移量,通过位移检测电路将拉绳式位移传感器输出的电流信号转换为电压信号,供单片机采样;单片机根据采样的电压值,分析计算深部和浅部位移,得到顶板离层量;计算结果通过以太网自动上传,供地面监控计算机分析使用。测试结果表明,该传感器可以实现顶板离层位移的精确测量,测量误差为±2.5%,并可以方便地上传测量结果。     

智能化铁路罐车液位测量系统的设计

设计了一种智能化铁路罐车液位测量系统。系统采用电容式差压传感器来获得罐车内液体的高度,采用热敏电阻器作为温度探测元件对系统进行温度补偿。传感器的输出通过C/U转换电路及A/D转换后输入单片机进行数据处理显示罐车内液位的高度。实验表明:测量系统的分辨力达到1 mm;测量误差不大于±5mm。该系统对于液位的测量具有较高的精度,可以实现铁路罐车液位测量的自动化。     

基于辩纤传感器与激光测距原理的物位检测系统设计

设计了一种对固体火箭发动机推进剂装药高度进行物位测量、显示以及预警的检测系统.系统采用了基于光纤传感器与激光测距原理的非接触式物位检测方案,使用光纤传导激光,使带电设备远离检测现场,在现场完全不带电的环境下,完成高精度物位检测;通过系统主控单元控制多个传感器可实现多点同步检测,从而能够在装药表面不是绝对平面的情况下得到...     

相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.     

基于星敏感器的卫星对地定姿误差分析

风云三号气象卫星上携带的一台星敏感器解算出的卫星对地姿态呈现出非正常的幅值约为0.15°的正弦周期性偏差。为解决上述问题,分析了影响卫星对地姿态的误差因素,对星敏感器本身的主点偏差、焦距误差、光轴不垂直、CCD面旋转、星表位置误差等对卫星对地姿态误差的影响规律进行了仿真和分析。结果表明:对于CCD为512×512、象元大小为17μm、视场为16°×16°、安装方位角、高角分别为107°、29°的星敏感器而言,主点偏差5像素,会对卫星对地姿态带来最大约为0.17°的固定系统偏差;焦距误差0.1mm、光轴不垂直0.1°、CCD面旋转0.1°等对卫星对地姿态的影响较小,误差不超过30";星表中恒星位置在不加岁差、章动修正的情况下,会造成卫星对地三轴姿态误差呈正弦周期性变化,且周期与卫星轨道周期一致。风云三号气象卫星的对地姿态周期性偏差现象是由于星敏感器的星表恒星位置未进行岁差、章动等修正引起的。     

Arctic tundra albedo and its estimation from spectral hemispheric reflectance

We present the results of a field experiment in which the nearly complete bidirectional reflectance distribution function of Alaskan arctic tundra sites early in the growing season is measured by the PARABOLA instrument. The spectral hemispheric reflectances were computed by angular integration of these measurements for three wavebands: red (650-670nm), near-infrared (810-840nm) and shortwave infrared (1620-1690 nm). Total albedo was then estimated by weighting the spectral hemispheric reflectances by the fraction of total solar irradiance in three broadband spectral regions (300-700, 700-1300 and 1300-4000nm) and representing each spectral region by the narrowband PARABOLA measurements. These calculations resulted in albedo estimates with a mean relative error of 15.7 per cent as compared to pyranometer measured albedo. Since vegetation reflectance varies significantly over each of the three broadband regions, additional reflectance weighting factors were computed from a combination of high spectral resolution canopy reflectance data and corresponding computed spectral solar irradiance. This additional reflectance weighting resulted in a reduction in the mean relative error to 7.5 per cent relative to pyranometer measured albedo. It is noted that the three spectral bands of the PARABOLA instrument data reported here are similar to those of the spectral wavebands planned for future Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) sensors on National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) satellites. Therefore the results and techniques presented here may be useful for future global albedo estimation utilizing AVHRR sensors. The analysis presented here may also be applied to albedo estimation from satellite sensors with higher spectral resolution and more complete spectral coverage, such as the future orbiting MODIS sensor, in which the errors of spectral reflectance weighting will be reduced considerably due to a more complete sampling of the reflected spectrum.