微机械加速度传感器性能的等效电学模拟

建立了微机械电容式加速度传感器的等效电学模型,通过振动特性的等效电路模型分析了加速度传感器对正弦加速度信号,阶跃加速度信号,及存在反馈时的直流加速度信号的振动位移响应情况;利用压控电容模型分析了加速度传感器检测正弦加速度信号时的小电容检测电路的性能。模拟结果表明采用反馈可以拓宽加速度传感器的测量范围,利用等效电学模型可以优化接口电路的整体性能。     

基于FPGA的硅电容传感器调理模块设计

差动式硅电容传感器应用广泛,对差动电容信号的检测调理至关重要.文中以FPGA芯片为核心,其产生的正弦载波信号用于调制差动电容信号的变化,已调信号再次输入FPGA进行互相关解调及数字滤波后,得到反映差动电容变化的电容差信号,然后经非线性补偿,可以输出非线性度小于0.1%的数字信号.这样避免了采用模拟电路容易受到外界干扰,且提高了动态检测的速度和非线性补偿的精度.     

绝缘纸板微水分的介电响应测量中接触压力问题的研究

针对绝缘纸板微水分测量中传感器电极与纸板的接触压力问题,利用绝缘纸板微水分介电测量系统,将绝缘纸板置于平板电容传感器中并施加压力,传感器在正弦驱动信号源的作用下,输出的感应信号经调理电路缓冲、滤波,并与驱动信号比较.得到测量信号的增益及相位角随压力的增大而减小的变化趋势.针对理论分析与实验结果的差异分析原因,得出了极板变形所引起驱动电极接地电容及电导的增大会使所测电压增益及相位角减小的结论.     

高精度电容式位移传感器关键技术的研究

研制了一种高精度电容式位移传感器,详细介绍了该传感器的基本工作原理和提高传感器精度的关键技术,对电容传感器的具体电路进行模块化设计;分析影响传感器精度与稳定性的因素,采用完全等电位屏蔽技术,对正弦激励电路、参考电容、传感器测头、电源进行技术改进,最后对电容传感器进行系统标定。实验证明:该传感器测量范围为±5~±40μm,测量分辨率<10 nm,测量精度<20 nm.     

电容式微位移传感器检测电路的设计

设计了一种改进的电容运算放大器检测电路,该电路主要包括正弦激励源电路、电容检测电路、精密全波整流电路和增益滤波电路。实验证明,采用该电路的传感器,非线性误差小于0．1％,分辨率优于0．1μm。     

电容式微机械惯性传感器信号检测技术研究

针对具有差分电容接口的微机械惯性传感器提出了一种基于电荷放大器和相关检测技术的接口电路方案.采用电荷放大器作为电容-电压转换电路,来去除传感器本身以及传输导线引起的寄生电容的干扰.利用PSPICE模拟了桥路的不对称性对电路输出的影响,经过比较采用单载波差分电桥结构以进一步增大电容检测的灵敏度.采用相关检测技术进行解调,通过解调电路对前置输出电压和载波信号进行相关运算从而消除电路的宽频噪声;给出了包括布线、接地、去耦等电路工艺的设计原则.采用一组标定电容作为传感器的模型进行了实验,实验电路灵敏度可以达到195V/pF,最小分辨率为1fF.采用该方案能够满足对普通精度的电容式微机械惯性传感器信号的检测.     

基于CAV424的电容式压力传感器测量电路设计

随着差动式硅电容传感器广泛应用于各行各业中,对差动电容信号的检测至关重要.文中提出基于CAV424电容检测芯片作为前置检测单元,实现了电容压力传感器测量电路.该电路具有稳定性好,抗干扰性强,且通过非线性补偿有良好的线性.实验结果表明,实际电路与理论分析具有良好的一致性.     

基于555多谐振荡器检测的碳纳米管湿敏传感器

针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器.首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管湿度传感器;然后,分别使用仪器及检测电路对传感器进行测试;最后,对传感器响应时间进行了测试与分析....     

差动电容小位移传感器的研究

设计了一种差动电容式位移传感器,它可对微小位移进行测量.设计了传感器的机械框架以及信号处理电路,主要包括正弦激励电路、转换桥路、信号放大电路、精密整流电路和滤波电路.对传感器的工作原理进行了分析,对电路参数进行了计算.该传感器结构简单、使用方便、成本低.实验结果表明测量范围为0～0.6 mm,具有很好的线性度.     

基于厚膜电容传感的微位移信号处理电路设计

设计了一种基于电容数字转换芯片AD7745和单片机C8051F040微位移检测信号处理电路,给出了电容式微位移传感器的设计制备原理、C8051F040软硬件设计、输出转换电路的设计, 阐述了微位移检测电路信号提取及转换过程.实验结果表明:设计的微位移信号处理电路提高了厚膜微位移电容传感器的稳定性及抗干扰能力,并使传感器在量程100 μm的范围内线性度由6.10%提高到0.67%.     

光纤电压传感器信号处理电路的设计

介绍了光纤电压传感器的工作原理,研究了光纤电压传感器的信号接收与处理电路部分,设计并测试了放大滤波电路、模数转换及单片机的信号处理电路,对高压测量中的误差来源进行了分析。     

换能器驱动电路的设计及实验研究

换能器作为加工系统中的能量转换元件,其驱动电路的设计性能的好坏,将直接影响光整加工的加工效率及加工质量。为此进行了一种换能器驱动电路的设计,包括滤波电路、逆变电路、信号发生电路以及驱动电源主电路,可以有效且高效地驱动换能器工作。     

基于水下超声成像分时复用数据采集系统的设计

利用压阻式水声传感器采集超声回波信号,通过行共用电源线,列共用信号线的方式将水声传感器组成成像阵列.使用MAX4617八选一高速模拟开关控制每个传感器与采集电路的通断,从而实现采集电路的分时复用功能.利用AD6655采集数据,FPGA作为模拟开关和采集电路的时序控制器,异步FIFO作为采集数据传送给EZ-USB的缓冲器,EZ-USB单片机负责任务的协调,并把数据打包上传给计算机.初步测试了传感器与采集通道的开关时延特性,以及分时采集样本与原始声信号吻合程度,实验结果证明系统能够完成水声传感阵列的实时数据采集任务.     

压阻式压力传感器中的信号调整

文中介绍了Maxim公司的信号调整集成电路芯片MAX1450的引脚含义,功能特点及工作原理.设计和制作了外围补偿电路,对已有的微型压阻式压力传感器进行测试,分析它的信号特性与温度特性,采用了MAX1450信号调理器将微型压阻式传感器的进行校准和温度补偿.对微型压阻式压力传感器的失调、满量程输出、失调温度系数、满量程输出温度系数进行校准和补偿,使信号输出精度提高到1%,满足了实际应用的要求.     

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。     

An accurate technique of measurement of a transducer output by using a modified two core saturable reactor

Saturable reactor or transductor used as a magnetic modulator or amplifier for the measurement of the small value DC output signal of a transducer may suffer from error due to the fact that a part of the current drawn from the transducer by the transductor unit is utilized to magnetize the core material. In this paper a modified two core saturable reactor circuit has been proposed to eliminate this error. This unit also minimizes some other errors like common mode error, material error, etc. Theory of operation and design of the circuit has been explained in this paper. The circuit has been tested by using a millivolt input signal as well as a thermocouple to measure temperature. The experimental results are presented in this paper. Linear static characteristic graphs have been observed.     

石油钻井中超声相控阵井壁成像检测技术研究*

针对石油钻井中井壁成像的现状,在对柱面线性相控阵(Cylindrical linear phased array,CLPA)换能器辐射声场研究的基础上进行换能器的参数优化和选择,设计并制作了一种基于CLPA换能器的井下超声相控阵井壁成像检测系统。该系统包括声系短节、电路短节和地面系统等,声系短节由CLPA换能器组成,避免了常规声系中探头绕井轴的机械旋转方式,电路短节由高集成度的发射接收模块和基于FPGA+DSP架构的数字信号处理模块组成,完成对井壁回波信号幅度和到时信息的提取,最终实现实时高效的井壁成像显示。利用该系统在试验井中对存在不同尺寸缺陷的套管进行现场测试,结果表明：该系统对套管井的成像结果能够反映缺陷的基本位置及尺寸等信息,具有良好的成像效果。     

差分霍尔传感器的转速测量技术研究

在车用动力控制系统的恶劣环境中,转速测量与处理技术具有一定的挑战性,既要考虑检测传感器自身的可靠性指标,又要考虑其调理电路对测量信号的噪声抑制与故障处理能力。文章分析了差分霍尔传感器的工作原理,介绍了利用差分霍尔传感器实现转速测量的理论基础和实用电路。     

高分子湿度传感器的研制

通过对湿敏材料—聚酰亚胺（PI）的湿敏机理的分析，设计了高分子电容式湿度传感器的芯片结构，并对其制作工艺进行了详细讨论。在此基础上，对传感器变送电路进行了研究，设计了以双时基电路为主的信号处理电路，并最终制备出了输出电压随环境相对湿度线性变化的湿度传感器。对湿度传感器的湿敏特性的测试表明：在1．82％～91．04％RH范围内，带湿度处理电路的湿度传感器输出的信号与环境的相对湿度成线性变化，电路能对湿度电容输出电容量进行放大。     

摩擦焊模块化测控系统实现

设计基于P89C51RD2单片机的摩擦焊机压力及转速两个测控电路模块,实现对惯性摩擦焊过程关键参数压力及转速的闭环控制.摩擦焊机液压系统控制阀采用可控性较好的电液比例溢流阀,由压力传感器对实际压力进行检测,检测信号进入压力测控电路模块,经A/D转换、运算处理及D/A转换后输入电液比例溢流阀,以实现对摩擦焊接过程压力的连续调节.焊机主轴电动机驱动器采用调速性能较好的变频器,主轴转速由光电旋转编码器进行检测,其脉冲信号直接进入转速测控电路模块,经运算处理及D/A转换后输入变频器,实现调速控制,使焊机主轴电动机可按照焊接工艺的要求得到稳定、准确的转速.实际生产应用表明,压力及转速控制系统工作稳定、操作方便、运行效果良好.