偏光式角位移传感器

本文提出一种利用线偏振光的角位移传感器.其角分辨力优于10＂,具有结构简单、造价低廉、易于校准、性能稳定可靠等优点.无需制作精密的机械分度部件,无需精密的光路设计.讨论了单片机支持下抑制光源与光探测器温漂、时漂的对策及信号处理中的主要问题.     

频率编码光纤环传感器设计与性能分析

为了提高传感器的温度和应力的分辨力,阐述一种新型光纤环传感器的结构和频率编码原理.利用不同长度的光纤环传感器具有不同谐振频率的特性实现传感器阵列的准频分复用.重点讨论了耦合系数及光纤环长度对传感器性能的影响,并对参数进行分析和选择.基于频率编码光纤环传感器的温度和应力测量原理,证明了温度的测量分辨力可以达到0.9℃,应力的测量分辨力也可达到1με.     

脉宽调制式电子分析天平的漂移补偿方法研究

温漂和时漂对脉宽调制式电子分析天平示值影响较大且难以区分,分析了永磁体剩磁、动圈长度、恒流源采样电阻、电子元件参数等温漂和时漂影响机理,考虑电磁力平衡传感器各特征位置温度变化及内外温度梯度影响,建立了温漂与温度变化的二次多项式、与温度梯度的近似线性关系以及时漂与时间的指数关系,通过叠加得到示值漂移非线性混合补偿模型,并设计了一种能够同时辨识温漂和时漂模型参数的空载和满载组合漂移实验和数据处理方法,通过大量非均匀温度变化实验得到模型参数,利用该模型对量程220 g、分辨力0.1 mg的电子分析天平进行补偿验证。结果表明,补偿后的天平加载220 g并保持30 min后的示值漂移小于1 mg,零点示值漂移小于0.5 mg,满足国家标准《JJG1036-2008电子天平检定规程》规定的I级天平对温漂和时漂性能指标要求。     

基于气隙磁场分层耦合的直线时栅位移传感器研究

针对前期研制的电磁式直线时栅位移传感器高信噪比和高时间插补分辨力难以兼顾的问题,设计了一种提高传感器信噪 比的新传感器结构,另外提出了一种高信噪比、高时间插补分辨力的测量新方法,并研制了基于气隙磁场分层耦合的直线时栅位 移传感器。 建立传感器气隙磁场数学模型,分析气隙磁场空间分布特性,研究平面线圈气隙磁场分层耦合的原理;根据气隙磁场 分层耦合原理,建立传感器气隙磁场分层耦合位移测量模型;对传感器测量模型进行电磁场仿真和误差分析;最后,搭建实验平台 进行对传感器的性能进行测试。 实验结果表明,采用气隙磁场分层耦合的结构提高了传感器的信噪比,传感器的测量精度在原有 的基础上提高了 31. 4% ;采用的高信噪比和高时间插补分辨力测量方法,传感器的测量精度在原有的基础上提高了 37. 3% 。     

一种基于模态局域化的MEMS电场传感器设计与分析

为提高传感器的灵敏度和分辨力,设计了一种灵敏度可调节的基于模态局域化效应的谐振式MEMS电场传感器敏感结构。传感器敏感结构采用静电耦合的三自由度谐振器微结构方案,并可实现灵敏度调节,从而获得最佳灵敏度。通过理论计算和有限元仿真计算,分析了传感器的模态局域化敏感机理,确定了传感器幅频特性、灵敏度、分辨力等关键特性。计算结果表明满足设计目标。     

分布式光纤传感器多点温度测量的研究

基于光时域反射技术(OTDR)的原理,建立了拉曼散射分布式光纤多点温度测量系统,提出了一种新型的解调方法,即循环解调方法,用最近已知OTDR温度曲线解调下一个待测点OTDR温度曲线。通过实验验证了理论分析的正确性,该系统能够抑制温漂噪声的积累,防止瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,其空间分辨力小于3m,温度分辨力约为±3℃,时间分辨力不大于3min。     

高温压力传感器温度特性的芯片内补偿技术

本文在分析、测试多晶硅高温压力传感器温度特性的基础上 ,提出了一种新的改善传感器温度特性的措施。通过在压力传感器芯片上集成低阻值的多晶硅电阻网络与温度传感器 ,不仅可以很好的补偿传感器的零点温漂 ,也可以借助传感器信号处理单元 ,方便地实现对灵敏度温度系数的补偿。经补偿 ,传感器的零点温漂达到 1× 10 -4/℃ ,灵敏度温漂小于 -2× 10 -4/℃。实验表明 :该方法的补偿温区宽 ,通用性强 ,是高温压力传感器十分有效的温度补偿方法     

发动机压力智能测试系统的温漂自动补偿方法

传统的发动机压力测量基于流比计的模拟式测量电路,这种电路温漂大、测量精度低.针对这些缺点,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的智能测试系统.首先,对传感器各工作温度点的温度漂移电压进行采样,并根据采样点拟合出传感器的温漂补偿曲线方程,再根据方程参数编写测量算法软件.这样传感器在不同的环境温度中工作时,系统软件就会根据方程对温漂做出自动补偿.相比原来的模拟式测量电路,该方法的压力测量精度有明显的提高.     

高分辨力分光瞳差动共聚焦传感技术研究

为了提高现有共聚焦传感技术的轴向分辨力、实现微观形貌的高精度测量,在提出分光瞳差动共聚焦传感技术的基础上,对其关键参数优化理论进行了进一步研究,并研制了一种具有最优参数的分光瞳差动共聚焦显微传感器,其融合了分光瞳差动共聚焦显微技术和基于可编辑探测器件的虚拟针孔技术,利用探测区域偏移可使分光瞳共聚焦显微技术轴向特性曲线产生相移这一特性,沿特定方向在探测面上对称设置两个虚拟针孔,通过探测它们的强度响应并进行差动处理实现高轴向分辨力、高定位精度测量。对所研制的传感器进行了轴向响应特性及传感器非线性验证,给出了其轴向相对位移测量公式,还利用所研传感器对实际的高度标准样品进行了测量,经实验验证,所研传感器轴向分辨力可达5 nm,横向分辨力为0.82μm,为微细结构三维表面的高精度测量提供了一种新的传感技术及系统。     

减小箔式应变计热输出分散度的方法

箔式应变计的热输出及其分散度是影响测力、称重传感器性能的重要因素之一,本文提出一种减少箔式应变计热输出分散度的措施,以降低测力、称重传感器的零点温漂值,从而提高温度补偿效率和产品成品率。     

抑制SnO2传感器温度干扰的研究

环境温度的改变和传感器工作温度的漂移严重影响了SnO2类传感器的检测精度、稳定度以及重复性.采用数字PI算法,通过控制SnO2传感器内部加热电阻的功率,使传感器工作在稳定的绝对温度下,从而抑制了温度变化对传感器的干扰,提高了该类传感器的工作稳定性.通过对含有CH4气体检测的大量实验表明,该方法完全能够抑制环境温度变化对传感器的干扰,提高传感器性能.     

嵌入式网络化智能光纤传感器

强度调制型光纤传感器是一种可用于测量位移、温度、压力、气体浓度等多种物理量的高精度传感器。为改善传感器的性能，微弱光强信号的检测需要载波调制和双光路补偿。传统的这类传感器通常采用模拟电路实现，存在着元件漂移误差、调校困难、不易组网、尺寸较大等固有的弊端。提出了一种基于DSP的设计方案，并实现了一个嵌入式网络化智能光纤传感器，有效解决了上述问题。研究结果还可应用于其他微弱信号的检测以及传感器的小型化、网络化、智能化等领域。     

半导体应变计的温度误差及其补偿

半导体式应变计的灵敏度很高,但它的电阻温度系数大,灵敏度也随温度变化而变化,易产生热零点漂移和热灵敏度漂移,文中分析了半导体式应变计温度误差产生的原因,提出了减小热零点漂移和热灵敏度漂移的几种方法,有效地实现了温度补偿。     

利用超短FBG光谱线性区的传感解调系统

为了研究一种星载光纤光栅传感解调系统,通过高掺锗光纤载氢增敏和优化紫外曝光功率,实现了栅区长度小于0.5mm,反射率大于40%,3dB带宽大于5nm,反射谱边缘有效线性区域大于2nm的超短光纤光栅的写制。提出了一种将超短FBG作为传感器件,利用其光谱线性区进行传感解调的方法。将中心波长位于光谱线性区域的稳频激光入射到超短光纤光栅,随着超短光纤光栅光谱的漂移,反射光的功率随之变化。由于稳频激光位于线性区域,返回光功率与光谱漂移量呈线性关系,因而可实现传感测量。将该系统用于应变和温度的测量,结果表明,光功率随应变、温度变化具有较好的线性关系,线性度分别为0.997和0.999,灵敏度分别为54.59nW/με和230nW/℃。该方法可用于温度及应变的精确测量,并且具有结构简单、功耗小、测量空间分辨率高等潜在优势。     

新型高温压力传感器的设计与性能测试

针对高温恶劣环境下对压力参数的测试需求,以单晶蓝宝石为原材料,对无线无源蓝宝石高温压力传感器进行了设计、工艺加工及性能测试.以压力膜片敏感原理为主要根据,结合不同的信号传输与提取方式,首先对LC谐振式的无线无源蓝宝石高温压力传感器进行了设计,然后通过蓝宝石刻蚀、蓝宝石减薄、直接键合等3个关键工艺实现了蓝宝石密封压力腔的...     

基于MSP430单片机的高精度压力变送器

介绍了以超低功耗单片机MSP430为核心的高精度压力传感器的硬件电路设计,针对压力传感器的温度漂移问题分析了用于温度补偿的BP网络算法,通过单片机对MPM280压力传感器的温度和压力信号采集,构造4层BP神经网络进行离线训练,将训练好的网络模型利用C语言完成编程,研究了单片机软件实现方式。结果表明:利用MSP430单片机减少了系统功耗,其丰富外设减小了传感器体积,利用单片机对传感器的温度和压力A/D采样值离线训练减少了信号误差,利用BP网络算法提高了传感器的精度,传感器的精度为0.1%。     

基于虚拟仪器的压力传感器自动补偿校正系统

针对压力传感器的误差和温度漂移问题，推导了传感器组件的输出电压与压力、温度的关系，并提出了一种基于虚拟仪器技术的压力传感器自动补偿校正系统。该系统能对压力传感器的零点误差、灵敏度误差和温度漂移进行自动的补偿校正。实际测试显示，补偿校正前传感器相对期望值的精度≤13．2％，经补偿校正后，传感器组件相对期望值的精度≤1％。这说明该系统可高效地对压力传感器进行补偿校正，且补偿校正效果好，适合对压力传感器进行批量补偿校正。     

基于最小二乘法的电化学传感器温漂补偿研究

现有的电化学氢气传感器其温度特性不太理想,传感器输出的灵敏度与零点值随温度的变化发生漂移,测量精度不高,误差较大,因此需对其进行温度漂移补偿[1-4]。基于最小二乘法改进了一种多项式曲线拟合方法,通过一定的条件约束和工程估算,得到一种温度漂移补偿算法[5]。利用该算法对不同温度下的实测数据进行处理,极大改善了环境温度变化对系统输出的影响,通过理论数据和实测数据验证了算法的有效性和可行性,并用于工程实践。     

深水水位检测用压力传感器补偿方法研究

针对压力传感器受温度影响后产生零点漂移和灵敏度漂移的问题,提出了一种基于曲线拟合与插值算法相结合的自动校正方法,比对了该方法对压力传感器的灵敏度误差、温度漂移和零点漂移进行补偿所取得的效果。测试结果证明:该方法可有效提高传感器的抗干扰能力与工作效率。配以自行设计的上位机显示界面,使整套开发系统兼备可视化与实时性。     

微波多相催化反应系统的设计研究

介绍自行设计的蓝宝石单晶光纤温度传感器的微波辐射多相催化反应系统 ,由微波辐射子系统、控制子系统、产物分析子系统三部分组成。利用蓝宝石单晶光纤温度计测温 ,通过调整模糊PID控制器参数控制微波辐射输出功率实现温度的精确控制。反应产物采用多维气相色谱进行在线全组分分析